Due to the high solar radiation, constant over the whole year, solar energy is one of the most promising energy sources of the Caribbean for the next decades. But up to now this potential is not used, mainly due to the high costs of solar...
moreDue to the high solar radiation, constant over the whole year, solar energy is one of the most promising energy sources of the Caribbean for the next decades. But up to now this potential is not used, mainly due to the high costs of solar cells. Solar energy conversion is mainly dominated by expensive cells based on silicon. A promising alternative is the dye sensitized solar cell (DSSC) based on Titanium dioxide (TiO2), which has generated considerable interest in the last years. Thus, the objective of this study was to analyse and optimize the DSSCs’ performance depending on their preparation and lighting condition. Therefore, five different natural dyes were extracted from local Colombian fruits and vegetables, such as Achiote, Agraz, Corozo, Mora and Remolacha. They were characterized using an UV-Spectrophotometer and used as sensitizers to fabricate the DSSCs. To optimize the DSSCs, different conditions and parameters were changed. It was thereby found that beside the fruit that was used, also the thickness of the TiO2 layer and the preparation procedure of the dye solution have a direct impact on the cell efficiency. The cells fabricated with achiote dye solution were found to have the best efficiency, reaching up to 0,21% under sun and 0,075% under a halogen lamp. The study was executed in the context of internships at the Universidad del Norte in Barranquilla, Colombia, which was enabled by the DAAD through RISE program scholarships [La energia solar es una de las mas promisorias fuentes de energia en el Caribe en las proximas decadas debido a la alta radiacion solar y a que se mantiene muy constante durante la mayor parte del ano. Sin embargo, hasta ahora este potencial no se usa debido a los altos costos de las celdas solares, cuya comercializacion esta principalmente dominada por costosas celdas basadas en silicio. Una alternativa prometedora son las celdas solares sensibilizadas con colorantes (DSSC, por sus siglas en ingles) basadas en dioxido de titanio (TiO2), las cuales han generado bastante interes en los ultimos anos. Asi, el objetivo del presente estudio fue analizar y optimizar el desempeno de las DSSC dependiendo de su preparacion y condiciones de iluminacion. Por ello se usaron cinco colorantes naturales diferentes extraidos de frutas y vegetales, tales como: Achiote, Agraz, Corozo, Mora y Remolacha. Estos colorantes fueron caracterizados usando un espectrofotometro en ultravioleta y visible, y usados como sensibilizadores en la fabricación de las DSSC. En el proceso de optimizacion se cambiaron varias condiciones y parametros. En ello se encontro que ademas de los colorantes usados, los grosores de las capas del TiO2 y los procedimientos de preparacion de la solucion colorante tienen un impacto directo en la eficiencia de las celdas. Finalmente, se encontro que las celdas con las mejores eficiencias fueron las de Achiote, cuya eficiencia alcanzo el 0,21% bajo iluminacion directa del sol y de 0,075% de eficiencia cuando fue iluminada con una lampara halogena. Este estudio se desarrollo en el contexto de intercambios academicos en la Universidad del Norte con el apoyo del DAAD a traves del programa RISE]