Física de los dispositivos de células solares de colorante

El diseño de nuevos materiales para células solares de colorante nanostructuradas (DSC) requiere comprender la relación entre las propiedades del material y la eficiencia de la celda. Este artículo ofrece una visión general de los aspectos fundamentales y prácticos de la modelización y caracterización de las DSC, e integra el conocimiento en un modelo de dispositivo DSC amigable para el usuario. Partiendo de conceptos físicos y electroquímicos básicos, se derivan expresiones matemáticas para la curva IV y la resistencia diferencial de todos los componentes resistivos de la celda, y se explica su relación con la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS). Se discute en detalle la comprensión actual de la física asociada y se aclara. Se muestra cómo se pueden determinar los parámetros del modelo a partir de DSC completas mediante mediciones de EIS dependientes de corriente y de fotones incidentes a electrones recolectados (IPCE), complementadas con caracterización óptica, y se utiliza para cuantificar las pérdidas de rendimiento en las DSC. El artículo tiene como objetivo proporcionar un trasfondo teórico necesario y directrices prácticas para establecer un bucle de retroalimentación efectivo para la prueba y el desarrollo de las DSC.