Em busca da sustentabilidade: células solares sensibilizadas por extratos naturais

Abstract

. Prof. Lineu Prestes, 748, 05508-900 São Paulo -SP, BrasilRecebido em 6/3/09; aceito em 28/9/09; publicado na web em 25/2/10 TOWARD SUSTAINABILITY: SOLAR CELLS SENSITIZED BY NATURAL EXTRACTS. The present work reports the use of anthocyanins extracted from mulberry (Morus Alba L.), raspberry (Rubus Idaeus L.) and blueberry (Vaccinium myrtillus L.) as sensitizers in dye-sensitized solar cells. The conversion efficiency of these devices is dependent on the extracts employed and can be rationalized in terms of their composition and spectral properties. Solar cells sensitized by the mulberry extract showed the highest efficiency among the fruits investigated. Moreover, a 16 cm 2 active area solar cell with the mulberry extract has presented fair good efficiency of conversion for natural dye-based solar cells, besides stability over twenty weeks, showing perspectives for developing these low cost devices with a commercial viability.Keywords: dye sensitized solar cells; anthocyanins; natural extracts. INTRODUÇÃOA sociedade vive atualmente o desafio de desenvolver ações que garantam simultaneamente a manutenção dos ecossistemas ao redor do mundo e a oferta de energia e de insumos à população. O acúmulo de CO 2 na atmosfera e todas as mudanças climáticas associadas a esse fenômeno são indicativos da necessidade de soluções em um prazo relativamente curto. 1-3Uma das metas para promover o desenvolvimento sustentável consiste em diversificar a matriz energética mundial e aumentar a contribuição das fontes renováveis de energia, como energia solar, eólica e biomassa. Dentre as energias renováveis, a energia solar se destaca pela enorme disponibilidade, 3x10 24 J por ano, o que supera o consumo mundial atual de 4.1x10 20 J. 4,5As células solares sensibilizadas por corante, Dye-Cells ® , são uma das possibilidades mais promissoras de aproveitar a energia solar para geração de eletricidade em bases competitivas com o custo atual da energia convencional. [6][7][8][9][10][11][12][13] Células solares com eficiências de até 11% vêm sendo preparadas empregando complexos de Ru(II) como sensibilizadores.14 Apesar de eficientes, os complexos de Ru(II) exigem etapas de síntese e purificação, e por isso respondem por grande parte do custo final do dispositivo. Para a preparação dos fotoanodos, filmes de TiO 2 , obtidos a partir da rota sol-gel, 41 foram depositados por meio da técnica painting sobre vidros recobertos com uma camada condutora de óxido de estanho dopado com fluoreto, FTO (R = 10 W/, Pilkington). Após a deposição, os filmes foram secos à temperatura ambiente e sinterizados a 450 ºC por 30 min. Em seguida, foram imersos em uma solução etanólica saturada de N3, ou nos extratos aquosos das frutas já mencionadas. Células fotoeletroquímicas com 0,5 cm 2 de área ativa foram montadas com o fotoanodo e um contraeletrodo numa disposição tipo sanduíche. Como contraeletrodo, utilizou-se outro substrato condutor FTO recoberto com uma fina camada de platina. Como mediador, utilizou-se uma solução de I 3 -/I -(0,03/0,3 mol L -1

Celdas solares sensibilizadas con colorantes fotosensibles obtenidos de plantas de la región sur de Ecuador

“…9 Varios estudios han reportado la capacidad de captar energía solar que poseen los colorantes orgánicos que contienen antocianinas. 10 Estos colorantes se extraen generalmente de frambuesas, manzanas, peras, uvas, moras, ciruelas y semillas de granada. También se han encontrado en col morada y maíz morado, flores de Jamaica y rosas.…”

Células solares sensibilizadas por pontos quânticos

“…O contraeletrodo era um filme de platina depositado em um substrato condutor. Este conceito de célula ficou comumente conhecida como célula de Grätzel, pela utilização de moléculas de corante orgânico como absorvedor de luz em um filme mesoporoso de TiO 2 , propiciando o seu aprimoramento a partir de diversas classes de corantes, como complexos inorgânicos a base de rutênio, 17,18 corantes naturais, [19][20][21] bem como diferentes aspectos, como utilização de eletrólitos polimé-ricos. 22,23 Estes dispositivos apresentaram considerável estabilidade, baixo custo e a eficiência de conversão certificada é de 11,9%, 6 no entanto, há relato de 13% de eficiência de conversão de energia, 24 que ainda não foi certificada pelo NREL, órgão certificador.…”

Avaliação Da Adsorção E Estudo Eletroquímico De Células Solares Produzidas Com Tio2 E Corante Extraído Do Hibiscus

“…Estes valores mais baixos de corrente, quando comparado a outras literaturas, podem ser devido ao uso do eletrólito líquido utilizado, visto que não foram utilizados materiais que garantiram um selamento eficiente do dispositivo. 2,3 Na Figura 10 são apresentadas as curvas jxE para as células estudadas e na Tabela 4 os parâmetros fotovoltaicos.…”

“…O eletrólito (I -/I 3 -) por sua vez é responsável por realizar a intermediação das cargas e proporcionar um fluxo contínuo de corrente. 3 O anodo do dispositivo é formado por um material semicondutor nanocristalino, depositado em um substrato condutor e impregnado por um fotossensibilizante. O contra eletrodo, geralmente formado por platina é o responsável por receber os elétrons, fechando o circuito.…”

“…Estas reações, com seus respectivos tempos de vida são apresentados na Tabela 1. 3,4 Os corantes mais utilizados são os complexos metálicos baseados em rutênio, contendo grupos coordenantes, capazes de se adsorverem na superfície do semicondutor. Estes apresentam uma boa absorção no espectro solar, chegando a absorver na região do infravermelho.…”