Pigmentos naturales extraídos de hongos y liquenes como sensibilizadores en celdas solares dssc y su optimización mediante nanopartículas.
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Date
2025
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
Las celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC) con pigmentos naturales son una opción sustentable para convertir luz solar en energía. En este trabajo se usaron pigmentos de los hongos Pleurotus ostreatus, Stereum hirsutum y el líquen Xanthoria parietina como colorantes en DSSC, usando etanol, metanol y hexano como solventes. Los espectros UV-Vis mostraron absorción entre 250 y 750 nm, asociada a compuestos fenólicos, melaninas y parietina. Se midió la eficiencia de las celdas y el factor de llenado (FF). La mejor eficiencia fue con X. parietina en metanol: 0,047%, Jsc de 0,15 mA/cm², Voc de 0,52 V y FF de 0,6 (área de 3,5 cm²). También se usaron nanopartículas metálicas de los mismos organismos en celdas con X. parietina en metanol, alcanzando una eficiencia de 0,037%, mayor que la celda base con solo TiO₂ (0,019%), pero menor que la versión sin nanopartículas. El FF también bajó levemente. Los resultados muestran que hongos y líquenes pueden ser una fuente útil de pigmentos para DSSC, y que el tipo de solvente y las nanopartículas influyen en el desempeño.
Dye-sensitized solar cells (DSSC) using natural pigments are a sustainable option for converting sunlight into energy. In this study, pigments from the fungi Pleurotus ostreatus, Stereum hirsutum, and the lichen Xanthoria parietina were tested as sensitizers in DSSC, using ethanol, methanol, and hexane as solvents. UV-Vis spectra showed absorption between 250 and 750 nm, linked to phenolic compounds, melanins, and parietin. The cells’ efficiency and fill factor (FF) were measured. The best result was with X. parietina in methanol: 0.047% efficiency, Jsc of 0.15 mA/cm², Voc of 0.52 V, and FF of 0.6 (3.5 cm² area). Metallic nanoparticles from the same organisms were also used in DSSC with X. parietina in methanol, reaching 0.037% efficiency—higher than the TiO₂-only base cell (0.019%) but lower than without nanoparticles. FF also decreased slightly. The results show that fungi and lichens can be useful pigment sources for DSSC, and that solvent type and nanoparticles affect performance.
Dye-sensitized solar cells (DSSC) using natural pigments are a sustainable option for converting sunlight into energy. In this study, pigments from the fungi Pleurotus ostreatus, Stereum hirsutum, and the lichen Xanthoria parietina were tested as sensitizers in DSSC, using ethanol, methanol, and hexane as solvents. UV-Vis spectra showed absorption between 250 and 750 nm, linked to phenolic compounds, melanins, and parietin. The cells’ efficiency and fill factor (FF) were measured. The best result was with X. parietina in methanol: 0.047% efficiency, Jsc of 0.15 mA/cm², Voc of 0.52 V, and FF of 0.6 (3.5 cm² area). Metallic nanoparticles from the same organisms were also used in DSSC with X. parietina in methanol, reaching 0.037% efficiency—higher than the TiO₂-only base cell (0.019%) but lower than without nanoparticles. FF also decreased slightly. The results show that fungi and lichens can be useful pigment sources for DSSC, and that solvent type and nanoparticles affect performance.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero en Conservación de Recursos Naturales.
Keywords
Células solares sensibilizadas por colorante, Pigmentos vegetales, Análisis espectral, Nanopartículas