As células solares sensibilizadas por corante são dispositivos capazes de transformar energia solar em energia elétrica. Essas células fotoeletroquímicas são constituídas por filmes de TiO₂ nanoestruturado sensibilizado por um corante inorgânico e de um eletrólito líquido. O corante sensibilizador absorve fótons e injeta elétrons na banda de condução do TiO₂. Estes se difundem através do filme até atingir o circuito externo onde são coletados por um eletrodo de platina, enquanto o corante é regenerado por um par redox presente no eletrólito. Atualmente essas células atingem eficiência de 11 %, sob intensidade de 100 mWcm^-2 e área ativa < 0,3 cm². Um dos maiores desafios para se obter dispositivos com maior eficiência de conversão é melhorar o transporte dos elétrons, que ocorre por difusão, através da rede de nanopartículas. A utilização de nanotubos de carbono associado às nanopartículas de TiO₂ como fotoeletrodo pode direcionar melhor o fluxo de elétrons, aumentando a difusão desses portadores e, como conseqüência, a geração de fotocorrente. A proposta deste trabalho consiste em desenvolver células solares baseadas em nanocompósitos de nanotubos de carbono e TiO₂ nanocristalino.

Os nanotubos de carbono de parede múltiplas são inicialmente modificados com a introdução de grupos carboxílicos. Para a funcionalização de 25 mg de MWCNT, são necessários 75mL HNO₃ e 25mL H₂SO₄ concentrados mantidos sob aquecimento e refluxo.

                Para o preparo da dispersão de TiO₂/MWCNT são misturados 3g TiO₂ P25 comercial com 5mL H₂O, 100μL acetilacetona,  50μL Triton-X e diferentes quantidades de MWCNT funcionalizados.

                Para a montagem das DSSC, a dispersão é depositada sob vidro condutor dopado (FTO) na forma de um filme pela técnica doctor blade. Em seguida, o filme é sinterizado e sensibilizado com corante de Ru (N719) durante 24 horas. O eletrólito, composto pelo par redox I^-/I₃^- em matriz polimérica P(EO-EM), é adicionado ao filme que é por fim recoberto pelo contra-eletrodo de Pt.

Imagens de AFM e MEV mostram os filmes de TiO₂ e TiO₂/MWCNT, de morfologia e rugosidade semelhantes, formados por nanopartículas interconectadas. As medidas de DRX mostram que o padrão dos picos de difração são semelhantes para os diferentes materiais que compõem os fotoeletrodos  de TiO₂ e TiO₂/MWCNT. A caracterização das DSSC baseadas em TiO₂ e em TiO₂/MWCNT foi feita a partir das curvas I-V obtidas com intensidade de luz de 100 mW/cm² e de 10 mW/cm². Uma melhor eficiência foi obtida para as células solares com eletrodos modificados com MWCNT a 100 mW/cm² , obtendo-se FF ~ 49%, corrente de curto-circuito de 20,2mAcm^-2, potencial de circuito aberto de 0,74V e eficiência de conversão de energia de ~ 7,31%.

Eletrodos nanoestruturados foram preparados para aplicações fotoeletroquímicas a partir da dispersão de nanotubos de carbono de paredes múltiplas em TiO₂. Os resultados mostram um aumento considerável da eficiência de conversão de energia das células solares modificadas. A melhora no desempenho dessas células ocorre principalmente devido ao aumento da fotocorrente gerada pelos dispositivos em até 85%. Assim, os MWCNT incorporados à dispersão de TiO₂ melhoram as propriedades de transporte eletrônico dos eletrodos porosos.