En la actualidad se han venido realizando diversos estudios sobre un mejor aprovechamiento de la energía solar, entre ellos ha surgido una tecnología llamada la celda solar de Grätzel (célula solar sensibilizada por colorante). Esta celda es mucho más económica de fabricar que las celdas solares actuales pero, aunque su eficiencia es relativamente baja en comparación a las celdas solares actuales, se prevé que para el 2020 sea un contribuyente significativo en la generación de energía.
La celda de Grätzel original está compuesta de tres elementos: la parte superior es un ánodo transparente hecho en base a óxido de estaño enriquecidos con flúor (SnO: F), depositados en una base de vidrio generalmente. En la parte trasera del plato conductor hay una lamina conductor delgada de dióxido de de Titanio (TiO2), la cual forma una estructura altamente porosa con una superficie extremadamente alta. TiO2 sólo absorbe una pequeña fracción de los fotones en la longitud de onda de UV.
La lámina está sumergida en una mixtura de un tinte fotosensible hecho en base a polipiridil-ruterio y un solvente. Luego de remojar la lámina en el tinte, una capa delgada del tinte queda covalentemente adherida en la superficie del TiO2. Un respaldo separado es hecho con una capa delgada del electrolito del iodil sobre una capa conductora, típicamente de platino. Las partes frontal y trasera son unidas y selladas para evitar pérdidas del electrolito.
La luz entra a través de la capa transparente de SnO2: F lanzando el tinte en la superficie del TiO2. Los fotones con la suficiente energía son absorbidos y crean un estado excitado del tinte, en donde los electrones son mandados directamente a la capa conductora del TiO2, y desde allí se desplazan por difusión al ánodo en la parte superior.
Mientras tanto, la molécula del tinte tiene un electrón perdido y la molécula se descompondría si otro electrón no es proveído. La reacción entre las tiras de electrolitos de iodil debajo del TiO2, oxidándose en tri-iodil. Esta reacción ocurre rápido en comparación al tiempo que tomaría en cortocircuitar la celda. El tro-iodil recupera el electrón faltante mecánicamente difuminándose a la base de la celda, donde el electrodo opositor reintroduce el electrón después de fluir por el circuito externo.
Actualmente la eficiencia de este tipo de celdas es de 12%, esperándose a futuro un incremento del 16%.
Fuentes:
http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/HONSHI/20090527/170862/
