PROYECTO
Título
Desarrollo de Celdas solares tipo Graetzel con variación en nanoestructuras y colorantes naturales nativos de Colombia.
Resumen
Inicialmente, los métodos de fabricación para celdas solares fueron estudiados con el fin de determinar cuál es la forma más apropiada para la fabricación en este proyecto, teniendo en cuenta como criterio, lo siguiente: I) la variación y alteración de cada uno de los materiales y su efecto en la eficiencia, II) los equipos y tecnologías requeridos y su disponibilidad, con el fin de obtener una nueva celda solar más eficiente y económica, que produzca, dentro de los estándares de eficiencia mínima, electricidad a un costo asequible con una combinación de materiales comerciales y autóctonos de Colombia, como por ejemplo los colorantes de plantas, flores y material vegetal. El método de fabricación escogido para este trabajo fue el método Graetzel que utiliza como base, el dióxido de titanio TiO2, variedad anatasa. Se variaron el espesor, tipo de anatasa (por geometría y tamaño de partícula) y, en especial, el colorante extraído de plantas autóctonas colombianas sobre el sustrato de vidrio conductor de ITO (Indium Thin Oxide).
Justificación
Existen varios tipos de celdas solares, usualmente la celda solar convencional tiene una fabricación costosa, y su eficiencia depende de la pureza del silicio que se utiliza para su fabricación, adicional a los aditivos como metales y no metales dopantes así como complejos métodos de manufactura que son extensos y costosos procesos, lo que hace que estas no sean tan asequibles a la población más vulnerable. bajo estos criterios se seleccionaron las celdas solares tipo Graetzel, además por el creciente interés den la comunidad científica demostrado por el número de publicaciones hacen de estas celdas una buena alternativa ya que tienen una fácil elaboración que no depende de costosos procesos de fabricación y que además utilizan materiales biodegradables y ambientalmente de menos impacto que las celdas convencionales, aunque tienen una eficiencia más baja, esta se puede variar dependiendo de los materiales a utilizar como los diferentes tipos de colorantes naturales.
Planteamiento del problema
Hay una limitada información del efecto de colorantes de origen natural adicionales (propios de Colombia) a los generalmente utilizados en celdas solares tipo Graetzel en la eficiencia de dichas celdas, manteniendo el mismo tamaño y geometría. Hay un entendimiento general sobre La variación de las sustancias utilizadas para la "sensibilización" del TiO2 pero en las escalas de colores naranjados a morado, pasando por vino tinto, hay especies nuevas o no utilizadas que, de acuerdo a su composición química particular, pueden generar cambios interesantes en las eficiencias; además las celdas solares más potentes en el mundo requieren que procesos costosamente muy elevados y materiales que no son para nada asequibles para la sociedad.
Pregunta de investigación
¿A partir de las celdas solares tipo Graetzel, cómo puede afectar la variación de colorantes naturales su eficiencia?
Objetivos
Objetivo General:
Desarrollar una celda solar tipo Graetzel con base en dióxido de titanio TiO2 sensibilizada con colorantes naturales nativos y materiales biodegradables, evaluando su eficiencia según sus variaciones.
Objetivos específicos:
- Implementar y modificar el proceso de manufactura según el método Gratzel para una celda solar de tal forma que incluya materiales naturales biodegradables nativos de Colombia.
- Determinar el efecto de los colorantes nativos de Colombia (como material vegetal) más sobre el desempeño la eficiencia de generación eléctrica de una Celda solar tipo Graetzel.
- Estandarizar la fabricación de las celdas solares para garantizar su reproducibilidad y accesibilidad a población de bajos recursos.