Search

Aquesta tesi es basa en un tipus de dispositius fotovoltaics, les cel•les solars sensitivitzades amb colorant. Des de fa un parell de dècades, l’estudi d’aquests dispositius ha anat en augment i actualment ja s’han publicat resultats amb més d’un 13% d’eficiència. S’estudien els diferents components d’aquest dispositiuis, la seva funció i totes les reaccions i fenòmens físics que hi tenen lloc. S’explica com es prepara aquest tipus de dispositius i com es caracteritzen. Finalment, hi ha un recull de 6 articles publicats i entre ells es diferencien pel tipus de colorant utilitzat: porfirines, ftalocianines, colorants orgànics que tenen una estructura anomenada dadora-acceptora amb un pont tipus π entremig i complexes de ruteni., This thesis is based on a type of photovoltaic devices; the dye sensitized solar cells (DSCs). In the last two decades, the study of these devices has been increased and currently results with over 13% efficiency have been published. The first chapter discusses the various components of this kind of device, its function and its components. It is also explained how these cells work and all the reactions and physical phenomena that take place. The second chapter explains how to prepare these devices and how are characterized. And the third, fourth, fifth and sixth chapters are based on diverse articles published and the difference between them is the kind of dye. In chapter 3, the dyes used are porphyrins, chapter 4 is based on phthalocyanines, chapter 5 is centred on organic dyes that have a structure called donor-acceptor with a π-bridge type in between and chapter 6 studies two ruthenium complexes.

En esta tesis doctoral se han estudiado procesos fundamentales de reacciones de transferencia de carga en películas mesoporosas de dióxido de titanio sensitivizado con puntos cuánticos, en películas finas de mezclas polímero:puntos cuánticos y en dispositivos completos de mezclas del polímero PCPDTBT y puntos cuánticos de CdSe en operaciones de trabajo reales. Los resultados obtenidos permiten abordar la fabricación de dispositivos fotovoltaicos con un conocimiento de los procesos de recombinación que limitan la eficiencia de las celdas más amplio. Y por tanto, se demuestra la posibilidad de fabricar celdas solares basadas en puntos cuánticos con eficiencias iguales o superiores a los dispositivos fotovoltaicos orgánicos., The fundamental processes of the charge transfer reactions between titania dioxide mesoporous films and quantum dots, in blend films of the semiconductor polymer P3HT and CdSe quantum dots and in complete devices fabricated with the polymer PDPCTBT and CdSe quantum dots in working conditions have been studied in this doctoral thesis. The obtained results allow the fabrication of photovoltaic devices with a deeper and wider knowledge of the recombination processes that limit the device efficiency. Therefore, it is demonstrated the possibility of fabrication of quantum dot based solar cells with efficiencies similar or higher than the organic photovoltaic devices.

Les cel·les solars sensitivitzades amb un colorant són un tipus de dispositius que han cridat molt l'atenció com a una alternativa menys costosa econòmicament a les actuals cel·les solars comercials de silici. Aquesta tesi s'ha focalitzat en la determinació de la influència de l'estructura molecular dels colorants i la presència d'un coadsorbent en l'eficiència de les cel·les solars sensitivitzades amb un colorant. Les etapes principals d'aquesta tesi han sigut: el disseny, la síntesi i la caracterització d'una sèrie de complexes de ruteni que contenen lligands polipiridílics amb diferents substituents; l'estudi de les propietats fotofísiques i electroquímiques dels complexes de ruteni; la introducció dels colorants a la preparació de dispositius fotovoltaics; i la caracterització dels diferents paràmetres que permeten avaluar l'eficiència d'una cel·la solar, així com la determinació de les cinètiques de les reaccions que tenen lloc en aquests tipus de dispositius fotovoltaics.