Fisica


INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos Núm.11
“Wilfrido Massieu Pérez”



Investigación sobre celdas solares





Celdas Solares sensibilizadas con tinte natural
Planteamiento del problema
En la actualidad se está aprovechando las energías renovables, como lo son la eólica, la solar, la hídrica, la undemotriz, etc. Esto con el fin de evitarenergías que son altamente contaminantes y costosas.
Hoy en día una de las energías más usadas es la solar, la cual consiste que a través de celdas solares se capture las partículas de energía que producen los rayos ultravioleta, pero este proceso de recolección de energía solar a resultado un poco caro, por eso se está innovando en cuanto a las celdas solares, para hacerlas más baratas y untanto más ecológicas, ya que contienen ciertos compuestos químicos que resultan tóxicos. Es por eso que esta investigación consiste en un nuevo tipo de celda solar que funcione con productos naturales en vez de compuestos químicos para hacerla un tanto mas ecológica.
Además de que con esta investigación de igual manera se podrá ayudar a las zonas rurales o marginadas de energía eléctrica ya que hoyen dia la distancia y las distintos climas, o zonas geográficas donde se encuentran estos pueblos hacen imposible o difícil que la energía pueda ser transportada hasta dichas zonas rurales, en estos casos la población resultaría beneficiada ya que contarían con alumbrado público y este tipo de proyecto podría ser apoyado por el gobierno para que esta gente pague solo una pequeña cantidad por laenergía eléctrica y el gobierno de un apoyo.
Y de igual forma este tipo de proyectos se podrían realizar en algunas ciudades para que el consumo de energía sea menor, o de igual manera hacer uso de estas en el hogar, ya que nos daría un beneficio importante porque se puede almacenar esta energía eléctrica, y por las noches que es cuando el consumo de luz se vuelve mayor y por tanto el costoaumenta, solo sería necesario conectar la celda solar y alimentarse de la energía almacenada durante la noche.
¿Qué ventajas tiene sustituir el silicio por el tinte?
Sustitución del silicio por el colorante, ya que el silicio es muy tóxico
Es que son mucho más económicas y accesibles que las fotovoltaicas pues sus materiales son comunes y prácticamente se pueden conseguir en cualquier hogar. ¿El valor económico tiene ganancias a largo plazo?
Sí, puesto que con éste tipo de celda se ahorra el 30 % anual del costo que sería una con silicio
¿Cuál es el principio de ésta celda?
La luz solar pasa a través del electrodo simple, y el tinte impregnado en el electrodo compuesto absorbe la luz. cuando una molécula del tinte absorbe la luz, un electrón pasa a tener un estado excitado y puedesaltar desde el tinte a la banda de conducción del tio2. en el electrodo compuesto, el electrón se difunde desde el tio2 hacia el vidrio conductor. Desde allí, el electrón es llevado mediante un cable conductor hacia el electrodo simple.
Después de haber perdido un electrón la molécula del tinte se encuentra oxidada, es decir, tiene un electrón menos que antes. la molécula del tinte recupera suestado inicial cuando el electrón es reinyectado a través del electrodo simple. de esta manera el proceso se transforma en un ciclo que genera una corriente eléctrica.

¿Qué desventajas tiene el sustituir el silicio por el tinte?
Que el dióxido de titanio puede ser una causa de ser un agente cancerígeno y su uso tiene que ser muy cuidadoso y por personas especializadas en ello
¿Desde qué añose inventó este tipo de celda y por quien?
La celda fue inventada por michael grätzel en 1991 (epfl, lausana, suiza), pudiendo ser construida con materiales de bajo costo y con un proceso de fabricación extremadamente simple. la estructura de la celda consiste de dos electrodos planos (electrodo compuesto y simple) y un tinte que genera electrones al contacto con la luz. el electrodo simple es...