A figura abaixo
representa esquematicamente os eventos envolvidos nesse tipo de arranjo.
Com a absorção da luz, a espécie sensibilizadora S é promovida a um estado
energeticamente excitado, S*. Uma vez excitado, esse sensibilizador transfere,
ou "injeta" um elétron para a banda de condução do semicondutor. O sensibilizador
oxidado é então reduzido por um mediador M presente na solução. O mediador
oxidado por sua vez difunde-se em direção ao contraeletrodo, onde volta
a se reduzir, terminando o processo. O sistema opera como uma célula eletroquímica
regenerativa que converte luz em eletricidade sem causar nenhuma transformação
química permanente. A voltagem máxima que pode ser obtida corresponde
à diferença entre o potencial redox do mediador e o nível Fermi do semicondutor.
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Esse sistema apresenta uma vantagem fundamental em relação ao sistema tradicional, no qual o semicondutor era excitado diretamente. A injeção do elétron a partir de um sensibilizador fotoexcitado na banda de condução do semicondutor permite popular essa banda com luz de energia menor que a energia do "band gap". Isso permite um aproveitamento maior do espectro solar em aplicações práticas.
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