MX2014012018A - Celda solar sensibilizada por colorante que incluye un sustrato compuesto. - Google Patents

Celda solar sensibilizada por colorante que incluye un sustrato compuesto.

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Abstract

La presente invención se refiere a una celda solar sensibilizada por colorante que incluye un electrodo de trabajo (1), una primera capa de conducción (3) para la extracción de los electrones foto-generados desde el electrodo de trabajo, un sustrato de aislamiento poroso (4) hecho de microfibras, en donde la primera capa de conducción es una capa de conducción porosa formada en un lado del sustrato de aislamiento poroso, un contra electrodo que incluye una segunda capa de conducción (2) dispuesta en el lado opuesto del sustrato poroso, y electrolitos para la transferencia de electrones desde el contra electrodo hacia el electrodo de trabajo; el sustrato de aislamiento poroso comprende una capa (5) de microfibras tejidas y una capa (6) de microfibras no tejidas dispuesta sobre la capa de microfibras tejidas; la presente invención además se refiere a un método para producir una celda solar sensibilizada por colorante.

Description

CELDA SOLAR SENSIBILIZADA POR COLORANTE QUE INCLUYE UN SUSTRATO COMPUESTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención describe una celda solar sensibilizada por colorante que incluye un sustrato de aislamiento poroso hecho de microfibras, que tiene una primera capa de conducción formada por un lado del sustrato poroso de aislamiento, y una segunda capa de conducción dispuesta en el lado opuesto del sustrato poroso. La presente invención además describe un sustrato de aislamiento poroso para una celda solar sensibilizada por colorante. La presente invención también describe un método para producir el sustrato de aislamiento poroso y las capas de conducción.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las celdas solares sensibilizadas por colorante (DSC) han estado en desarrollo durante los últimos 20 años y trabajan en principios similares a los de la fotosíntesis. A diferencia de las celdas solares de silicio, estas celdas obtienen energía de la luz del sol utilizando colorantes que pueden fabricarse de forma económica, discreto al medio ambiente y en abundancia.
Una celda solar sensibilizada por colorante tipo sandwich convencional tiene una capa de electrodo de T1O2 poroso de algunos µ?? de grueso depositada sobre un sustrato de conducción transparente. El electrodo de ???2 comprende partículas de óxido de metal ???2 interconectadas coloreadas por la adsorción de las moléculas de colorante en la superficie de las partículas de ???2 y que forman un electrodo de trabajo. El substrato de conducción transparente es normalmente un óxido de conducción transparente depositado en un substrato de vidrio. La capa de óxido de conducción transparente cumple la función de un contacto posterior que extrae electrones foto-generados desde el electrodo de trabajo. El electrodo de ???2 está en contacto con un electrolito y otro substrato de conducción transparente, es decir un contra electrodo.
La luz del sol es recolectada por el colorante, que produce electrones foto-excitados que se inyectan en la banda de conducción de las partículas de ???2 y recolectados adicionalmente por el sustrato de conducción. Al mismo tiempo, iones I" en el electrolito redox reducen el colorante oxidado y transportan las especies aceptadoras de electrones generadas al contra electrodo. Los dos sustratos de conducción están sellados en los bordes con el fin de proteger los módulos DSC de la atmósfera circundante, y para evitar la evaporación o fugas de los componentes de DSC dentro de la celda.
WO 2011/096154 describe un módulo de DCS tipo sándwich que incluye un sustrato de aislamiento poroso, un electrodo de trabajo que incluye una capa de metal de conducción porosa formada en la parte superior del sustrato de aislamiento poroso y creando un contacto posterior, y una capa semiconductora porosa que contiene un colorante adsorbido dispuesto encima de la capa de metal de conducción porosa, un sustrato transparente que encara la capa semiconductora porosa, adaptada para enfrentar el sol y para transmitir la luz del sol a la capa semiconductora porosa. El módulo de DSC además incluye un contra electrodo que incluye un sustrato de conducción dispuesto en un lado opuesto a la capa semiconductora porosa del sustrato de aislamiento poroso, y a una distancia del substrato de aislamiento poroso, con lo cual forma un espacio entre el sustrato de aislamiento poroso y el sustrato de conducción. Un electrolito se rellena en el espacio entre el electrodo de trabajo y el contra electrodo. La capa de metal de conducción porosa puede crearse utilizando una pasta que incluye partículas metálicas o basadas en metales, que se aplican en la parte superior del sustrato de aislamiento poroso por la impresión, y seguido por calentamiento, secado y cocción. Una ventaja con este tipo de módulo de DSC es que la capa de conducción del electrodo de trabajo está dispuesta entre el sustrato de aislamiento poroso y la capa semiconductora porosa. Así, la capa de conducción de la célula de trabajo no tiene que ser transparente, y puede estar hecha de un material de alta conductividad, que aumenta la capacidad de manejo de corriente del módulo de DSC y asegura alta eficiencia del módulo de DSC.
Hay altas demandas en el sustrato de aislamiento poroso. Un sustrato de aislamiento poroso ideal debe cumplir los siguientes requisitos: El sustrato debe tener suficiente resistencia mecánica para soportar la manipulación mecánica y procesamiento. Durante el procesamiento del DSC el substrato se somete a manipulación mecánica, tal como: procedimientos de corte, procedimientos de apilado y desapilado, procedimientos de impresión, procedimientos de secado, procedimientos de sinterización de aire/vacío, procedimientos de sellado, etc. Los sustratos con resistencia mecánica pobre pueden sufrir daño durante la manipulación y procesamiento, dando lugar a celdas solares de defecto, que disminuyen el rendimiento de fabricación.
El sustrato debe tener suficiente resistencia a alta temperatura y exhibir baja deformación mecánica y/o pérdida pequeña en la estabilidad mecánica después de tratamiento de alta temperatura. Durante el procesamiento, el sustrato es sometido a temperaturas de 500°C en aire y (580 - 650°C) en vacío o atmósfera inerte. El sustrato debe resistir temperaturas de aire de hasta 500°C sin deformación mecánica significante o pérdida en la estabilidad mecánica. El sustrato debe soportar temperaturas en vacío o atmósfera inerte de por lo menos hasta 580°C o superior sin deformación mecánica significante o pérdida en la estabilidad mecánica.
El sustrato debe ser químicamente inerte al procesamiento de alta temperatura. Durante los diversos tratamientos de alta temperatura el sustrato se expone a, por ejemplo, aire caliente, aire caliente que contiene solventes orgánicos, aire caliente que contiene productos de combustión orgánica y al gas de hidrógeno. El sustrato debe ser químicamente inerte a todos estos tratamientos de alta temperatura y no reaccionar químicamente para producir compuestos que pueden ser perjudiciales para la DSC.
El sustrato debe soportar los químicos utilizados en la DSC. La DSC contiene sustancias activas, tal como, por ejemplo, solventes orgánicos, colorantes orgánicos y los iones tal como e I3" etc. Para poder tener una buena estabilidad de desempeño y tiempo de vida de la DSC el sustrato no debe reaccionar con las sustancias activas de la DSC para alterar la composición química de la DSC o producir compuestos que podrían ser perjudiciales para la DSC.
El sustrato debe permitir el transporte rápido de iones entre los electrodos. Para tener transporte iónico rápido entre los electrodos, el sustrato debe tener porosidad suficientemente alta (fracción de volumen de poro) y baja tortuosidad.
El sustrato debe ser aislado eléctricamente. Esto es para evitar el corto circuito eléctrico entre el contra electrodo y el recolector de corriente.
La distancia entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo se ve afectada por el grosor del sustrato. La distancia entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo debe ser tan pequeña como sea posible tal que el transporte de iones entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo sea lo más rápido posible. Por lo tanto, el grosor del substrato debe ser tal delgado como sea posible.
El sustrato debe tener la capacidad suficiente para bloquear las partículas conductoras en el colorante de impresión que se filtran a través del sustrato. Para evitar el corto circuito eléctrico entre las capas conductoras impresas por ambos lados del sustrato, el sustrato debe ser capaz de bloquear las partículas conductoras impresas en un lado del substrato de filtrarse a través del otro lado del sustrato.
Para resumir, el sustrato de aislamiento poroso debe permitir que los iones pasen a través del sustrato y evitar que las partículas pasen a través del sustrato, y debe tener suficientes propiedades mecánicas.
En WO 2011/096154 se propone utilizar una fibra de vidrio moldeada compacta como el sustrato de aislamiento poroso. La fibra de vidrio moldeada compacta puede ser tela de vidrio tejida que contiene fibras de vidrio, o fibras de vidrio no tejidas en la forma de una hoja que tiene fibras de vidrio, que se unen por los medios adecuados.
Mediante el uso de sustratos basados en vidrio compatibles de alta temperatura es posible cumplir con la mayoría de los requisitos mencionados anteriormente. Sin embargo, si el sustrato está hecho de microfibras de vidrio no tejidas, el sustrato se tiene que hacer muy grueso para soportar la manipulación mecánica y el procesamiento durante la fabricación de la celda solar. Esto es debido a que las microfibras de vidrio no tejidas tienen propiedades mecánicas muy pobres, y por consiguiente, deben producirse las microfibras de vidrio no tejidas basadas en sustratos con grosores muy altos con el fin de incrementar su estabilidad mecánica. Un substrato con elevado grosor conduce a una gran distancia entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo, y por consiguiente, a un transporte muy lento de iones entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo.
Las fibras de vidrio tejidas, es decir, tela de vidrio, incluyen hilos tejidos de microfibras de vidrio, donde cada hilo de fibra de vidrio consiste en múltiples microfibras de vidrio. Las fibras de vidrio tejidas son inherentemente mecánicamente más fuertes en comparación con las fibras de vidrio no tejidas. Adicionalmente, el grosor de las fibras tejidas puede hacerse muy delgado con resistencia mecánica mantenida. Sin embargo, las fibras tejidas a menudo tienen grandes agujeros entre los hilos tejidos, que causan una gran cantidad de partículas en colorantes impresos para pasar justo a través del substrato de forma incontrolada a través del área entera de la fibra tejida causar corto circuito eléctrico entre el contra electrodo y el colector de corriente. Así, los agujeros de la tela hacen difícil de aplicar un colorante que incluye partículas basadas en metal o metálicas en ambos lados del sustrato de aislamiento poroso sin crear un cortocircuito eléctrico, a menos que las partículas sean mucho mayores que los agujeros. Sin embargo, tener dichas partículas grandes en el colorante hace que las capas de metal de conducción sean demasiado gruesas. Las capas de metal conductoras gruesas aumentarán la distancia entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo resultando en un transporte iónico más lento entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es proporcionar una celda solar sensibilizada por colorante que tiene un sustrato de aislamiento poroso que cumple con los requisitos mencionados anteriormente.
Este objeto se realiza con una celda solar sensibilizada por colorante tal como se define en la reivindicación 1.
La celda solar sensibilizada por colorante incluye un electrodo de trabajo, una primera capa de conducción para la extracción de los electrones foto-generados desde el electrodo de trabajo, un sustrato de aislamiento poroso hecho de microfibras, en donde la primera capa de conducción es una capa de conducción porosa formada en un lado del sustrato de aislamiento poroso, un contra electrodo que incluye una segunda capa de conducción dispuesta en el lado opuesto del sustrato poroso, y electrolitos para la transferencia de electrones desde el contra electrodo hacia el electrodo de trabajo. La celda solar se caracteriza en que el sustrato de aislamiento poroso comprende una capa de microfibras tejidas y una capa de microfibras no tejidas dispuestas sobre la capa de microfibras tejidas en un primer lado del sustrato.
Una microfibra es una fibra que tiene un diámetro menor de 10 pm y mayor de 1 nm.
Hemos encontrado que al combinar las propiedades de las microfibras tejidas y no tejidas, es posible lograr todos los requisitos mencionados anteriormente para un substrato de aislamiento poroso ideal. Puede hacerse una tela tejida muy delgada y mecánicamente muy fuerte, pero contiene grandes agujeros entre los hilos tejidos. Por otro lado, la microfibra no tejida es mecánicamente débil, pero tiene excelentes propiedades de filtrado que bloquea las partículas conductoras en el colorante de impresión de filtrado a través del sustrato de aislamiento poroso. Al depositar una capa delgada de microfibras no tejidas en la parte superior de una capa de microfibras tejidas, es posible evitar que las partículas en los colorantes pasen derechas a través de la fibra tejida, y es posible conseguir todos los requisitos anteriores. La capa frágil delgada de las microfibras no tejidas es mecánicamente estabilizada por la capa de soporte de microfibras tejidas.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la primera capa de conducción se dispone en la capa de microfibras no tejidas. La capa no tejida proporciona una superficie lisa en el substrato, adecuada para la aplicación de una capa de conducción lisa en el substrato por la impresión.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de microfibras tejidas comprende hilos con agujeros formados entre los hilos tejidos individuales, y al menos una parte de las microfibras no tejidas se acumulan en los agujeros entre los hilos. Por lo tanto, el grosor de la capa de microfibras no tejidas varía en dependencia de las ubicaciones de los agujeros en la capa tejida de microfibras, de modo que la capa de microfibras no tejidas es más gruesa en los agujeros en la capa de microfibras tejidas y más delgada en la parte superior de los hilos de la capa de microfibras tejidas. La capa de microfibras no tejidas sobresale en los agujeros entre los hilos. Esta modalidad reduce el grosor de la capa de microfibras no tejidas y hace posible proporcionar un sustrato delgado. De este modo, la distancia entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo llega a ser pequeña y el transporte de iones entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo llega a ser rápido. El grosor del sustrato llega a ser reducido significativamente en comparación con proporcionar una capa delgada uniformemente de microfibras no tejidas en la parte superior de una hoja de fibras tejidas, tal como un apilamiento de una hoja de fibras no tejidas en la parte superior de una hoja de fibras tejidas.
De acuerdo con una modalidad de la invención, el sustrato de aislamiento poroso comprende una segunda capa de microfibras no tejidas dispuestas sobre la capa de microfibras tejidas en un segundo lado del sustrato. Proporcionando una segunda capa de microfibras no tejidas en el otro lado de la capa de microfibras tejidas, un sustrato mecánicamente más estable y simétrico se logra, y el sustrato se previene de rizarse durante el tratamiento térmico durante la fabricación de la celda solar. Adicionalmente, la segunda capa de microfibras no tejidas además aumenta el bloqueo de partículas conductoras en los colorantes de pasar justo a través de las fibras tejidas. Esta modalidad proporciona una superficie lisa en ambos lados del sustrato y así hace posible aplicar capas lisas de conducción en ambos lados del sustrato mediante la impresión. Preferiblemente, la segunda capa de conducción se dispone en el segundo lado del substrato en la segunda capa de microfibras no tejidas.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de microfibras tejidas está hecha de hilos tejidos incluyendo una pluralidad de microfibras, en los siguientes filamentos denotados, y el diámetro de las microfibras en la capa de microfibras no tejidas es más pequeño que el diámetro de los filamentos en la capa de microfibras tejidas. Esta modalidad permite que las fibras se acumulen en los agujeros entre los hilos y así bloquear los agujeros.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de microfibras tejidas está compuesta de microfibras cerámicas, tal como una tela de vidrio. Las microfibras cerámicas son mecánicamente muy fuertes y pueden hacerse muy delgadas y aún ser lo suficientemente fuertes. Las microfibras cerámicas también pueden soportar las altas temperaturas utilizadas en el tratamiento térmico de la celda solar durante el procedimiento de fabricación. Las microfibras cerámicas son fibras hechas de un material inerte y refractario, tal como vidrio, sílice (S¡02), alúmina (AI2O3), aluminosilicato y cuarzo.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de microfibras no tejidas se hace de microfibras cerámicas, tal como microfibras de vidrio no tejidas. Las microfibras cerámicas pueden soportar las altas temperaturas usadas en el tratamiento térmico de la celda solar durante el procedimiento de fabricación.
De acuerdo con una modalidad de la invención, el grosor de la capa de microfibras no tejidas es entre 4 pm y 30 pm, preferiblemente entre 4 µ?t? y 20 µ?t? y más preferiblemente entre 4 pm y 10 µ??. Dicha capa proporciona la resistencia mecánica requerida al mismo tiempo que es lo suficientemente delgada como para permitir un rápido transporte de iones entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo.
De acuerdo con una modalidad de la invención, las microfibras en la capa de microfibras no tejidas tienen un diámetro de menos de 4 pm, preferiblemente menos de 1 µ?t?, y más preferiblemente menos de 0.5 pm. El uso de fibras muy delgadas reduce el grosor de la capa de microfibras no tejidas y en consecuencia el grosor del sustrato. Además, las fibras delgadas eficientemente bloquean los agujeros en la capa de microfibras tejidas e impiden que las partículas conductoras se filtren a través del sustrato y así previenen la formación de un corto circuito eléctrico.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sustrato de aislamiento poroso que cumple con los requisitos mencionados anteriormente. Este objetivo se logra con un sustrato de aislamiento poroso. El sustrato de aislamiento poroso comprende una capa de microfibras tejidas y una capa de microfibras no tejidas dispuesta sobre la capa de microfibras tejidas. Preferiblemente, las microfibras tejidas están hechas de microfibras cerámicas. Las características adicionales descritas anteriormente relacionadas con el sustrato de aislamiento poroso de la celda solar también son aplicables al sustrato de aislamiento poroso por sí mismo.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de microfibra tejida y la capa de microfibras no tejidas están hechas de microfibras cerámicas, como microfibras de vidrio. Las microfibras cerámicas son mecánicamente muy fuertes y pueden hacerse muy delgadas y aún ser lo suficientemente fuertes.
De acuerdo con otra modalidad de la invención, la capa de microfibras no tejidas comprende microfibras orgánicas. Las microfibras orgánicas son fibras hechas de materiales orgánicos, como polímeros, por ejemplo, policaprolactona, PET o PEO, y celulosa, por ejemplo nanocelulosa (MFC) o pulpa de madera. Es posible utilizar las microfibras orgánicas en la capa de microfibras no tejidas. Las microfibras orgánicas no pueden soportar las altas temperaturas usadas en el tratamiento térmico durante la fabricación de una celda solar sensibilizada por colorante. Sin embargo, las microfibras orgánicas pueden servir con el propósito de bloquear las partículas conductoras en los colorantes de filtrarse justo a través de las fibras tejidas durante la impresión y el secado de los colorantes sobre el sustrato de aislamiento poroso, con lo cual se reduce el riesgo de corto circuito eléctrico. Las microfibras orgánicas entonces se eliminan durante el tratamiento térmico a temperaturas más altas. Las fibras orgánicas son más flexibles y no tan frágiles como las fibras cerámicas. Así, mediante la adición de fibras orgánicas, la resistencia mecánica del sustrato se incrementa, lo cual por ejemplo es ventajoso durante un procedimiento de impresión y secado.
De acuerdo con una modalidad adicional de la invención, la capa de microfibras no tejidas comprende microfibras orgánicas y microfibras cerámicas. La capa de microfibras no tejidas está hecha de microfibras orgánicas y cerámicas. Una ventaja de las microfibras orgánicas mezcladas y microfibras cerámicas en la capa de microfibras no tejidas es que las microfibras orgánicas son más delgadas que las microfibras cerámicas, con lo cual se crea una nano-red de fibras orgánicas dentro de una micro red de fibras cerámicas y que reduce el tamaño de los agujeros en la micro red. Las fibras orgánicas llenan los agujeros entre las microfibras con lo cual mejoran la capacidad de bloquear las partículas del colorante y así evitar el corto circuito. Además, mediante la mezcla de microfibras orgánicas y microfibras cerámicas en la capa de microfibras no tejidas, la resistencia mecánica del sustrato es mejorada en comparación con sólo tener microfibras cerámicas en el sustrato.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método para producir un sustrato de aislamiento poroso que cumple con los requisitos mencionados anteriormente y una capa de conducción porosa formada en el substrato de aislamiento.
Este objetivo se logra por un método tal como se define en la reivindicación 1.
El método comprende: a) producir el sustrato de aislamiento poroso al proporcionar un tejido de microfibras tejidas que comprenden hilos con agujeros formados entre ellos, preparar una solución madre de fibra al mezclar líquido y microfibras, cubrir un primer lado de la tela con la solución madre de fibra, drenando el líquido de la solución madre de fibra a través de los agujeros de la tela, y secar la tela mojada con las microfibras dispuestas en la tela, y b) depositar un colorante que comprende partículas conductoras en un lado del sustrato de aislamiento para formar una capa de conducción porosa.
Al drenar el líquido de la solución madre de fibra a través de los agujeros de la tela, las microfibras siguen el líquido y una parte principal de las microfibras no tejidas se acumula en los agujeros entre los hilos, y en consecuencia, el tamaño de los agujeros entre los hilos se reduce. Este método hace posible fabricar un sustrato de aislamiento que sea lo suficientemente compacto para evitar que las partículas conductoras en el colorante pasen a través del sustrato y lo suficientemente delgado para permitir un rápido transporte de iones entre el contra electrodo y el electrodo de trabajo. La capa de fibras no tejidas en la parte superior de la capa de fibras tejidas proporciona una superficie lisa para imprimir.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la tela se hace de microfibras cerámicas tejidas y dicha solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido y microfibras cerámicas.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido y microfibras orgánicas.
De acuerdo con una modalidad de la invención, la solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido, microfibras cerámicas y microfibras orgánicas.
El colorante se deposita en la parte superior de las microfibras dispuestas para formar una capa de conducción porosa en un primer lado de un sustrato de aislamiento poroso. De acuerdo con una modalidad de la invención, el paso a) comprende además cubrir un segundo lado de la tela con la solución madre de fibra, y drenar el líquido de la solución madre de fibra a través de los agujeros de la tela, y paso b) comprende además: depositar el colorante en el segundo lado de la tela en la parte superior de las microfibras dispuestas, para formar una capa de conducción porosa sobre un segundo lado del sustrato de aislamiento poroso. Esta modalidad proporciona una superficie lisa en ambos lados del sustrato y así hace posible aplicar capas lisas de conducción en ambos lados del sustrato mediante la impresión.
De acuerdo con una modalidad de la invención, el paso a) comprende además agregar un aglutinante a la solución madre de fibra. La adición de un aglutinante a la solución madre de fibra mejora la unión de las fibras no tejidas una con otra y mejora la unión de las fibras no tejidas a la tela. Además, al agregar un aglutinante a la solución madre de fibra hace posible reducir la cantidad de fibra añadida a la solución para lograr una cobertura satisfactoria de los agujeros en la tela. Los ejemplos de aglutinantes son, por ejemplo, alcohol polivinílico (PVA), almidón, carboximetilcelulosa (CMC) y nanocelulosa, es decir, la llamada celulosa microfibrilada (MFC).
De acuerdo con una modalidad de la invención, el método además comprende agregar uno o más aditivos seleccionados de un grupo que incluye un agente tensoactivo, un dispersante, un agente humectante, un antiespumante, un auxiliar de retención, y un agente de cambio de reología, a la solución madre de fibra. Mediante el uso de aditivos, es posible fabricar un sustrato más delgado y más denso con agujeros más pequeños.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención ahora se explicará más de cerca por la descripción de diferentes modalidades de la invención y con referencia a los dibujos anexados.
La figura 1 muestra una sección transversal a través de un módulo de celda solar sensibilizada por colorante de acuerdo con una modalidad de la invención.
La figura 2 muestra una imagen de microscopio óptico de una tela de vidrio.
La figura 3 muestra una imagen de microscopio óptico de una tela de vidrio tratada con 20 g de solución madre de microfibra de vidrio en ambos lados.
La figura 4 muestra una imagen de microscopio óptico de una tela de vidrio tratada con 80 g de solución madre de microfibra de vidrio en ambos lados.
La figura 5 muestra una sección transversal a través de un sustrato de aislamiento poroso de acuerdo con una modalidad de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención ahora se explicará más de cerca por la descripción de diferentes modalidades de la invención y con referencia a los dibujos anexados. La figura 1 muestra una sección transversal a través de una celda solar sensibilizada por colorante (DSC) de acuerdo con una modalidad de la invención. La DSC descrita en la figura 1 es de un tipo monolítico. La DSC compone de un electrodo de trabajo 1 y un contra electrodo 2. El espacio entre el electrodo de trabajo y el contra electrodo está lleno de un electrolito incluyendo iones para la transferencia de electrones desde el contra electrodo al electrodo de trabajo. El módulo de DSC comprende una capa de conducción 3 para extraer los electrones foto-generados desde el electrodo de trabajo 1. La capa de conducción 3 sirve como un contacto posterior y está en la siguiente llamada la capa de contacto posterior. El electrodo de trabajo 1 incluye una capa de electrodo de ???2 porosa dispuesta sobre la capa de contacto posterior 3. El electrodo de ???2 comprende partículas de ???2 teñidas mediante la adsorción de las moléculas de colorante en la superficie de las partículas de "??2. El electrodo de trabajo se coloca en un lado superior del módulo de DCS. El lado superior debe hacer frente al sol para permitir que la luz del sol golpee las moléculas de colorante del electrodo de trabajo.
El módulo de DSC además incluye un sustrato de aislamiento poroso 4 dispuesto entre el electrodo de trabajo 1 y el contra electrodo 2. La porosidad del sustrato de aislamiento poroso permitirá el transporte iónico a través del sustrato. Por ejemplo, el sustrato de aislamiento poroso 4 está hecho de una microfibra cerámica, tal como microfibras de vidrio. Los substratos hechos de microfibras cerámicas son aisladores eléctricos, pero son porosos y con lo cual permiten que líquidos y iones de electrolito penetren. Las microfibras cerámicas son económicas, químicamente inertes, pueden soportar altas temperaturas y son fáciles de manejar en varios pasos del procedimiento.
El sustrato de aislamiento poroso 4 comprende una capa de microfibras tejidas 5 y una primera capa de microfibras no tejidas 6 dispuesta sobre la capa de microfibras tejidas 5 en un primer lado del sustrato. Esto hace posible proporcionar un sustrato delgado y fuerte. La capa de contacto posterior 3 es una capa de conducción porosa dispuesta en el primer lado del sustrato de la capa de microfibras no tejidas 6. En la modalidad descrita en la figura , el sustrato además comprende una segunda capa de microfibras no tejidas 7 dispuesta sobre la capa de microfibras tejidas 5 en un segundo lado del sustrato. Al proporcionar las capas de microfibras no tejidas en ambos lados de la capa de microfibras tejidas, se logra un sustrato simétrico. Esto puede prevenir al sustrato de rizarse durante el tratamiento térmico durante la fabricación de la celda solar, y adicionalmente contribuir para prevenir que las partículas en el colorante de impresión pase a través de la capa de microfibras tejidas. El sustrato de aislamiento poroso 4 se describirá con más detalle posteriormente con referencia a la figura 5.
El contra electrodo incluye una capa de conducción 2, en la siguiente llamada la capa de contra electrodo. En esta modalidad, la capa de conducción 2 es una capa de conducción porosa dispuesta sobre el segundo lado del sustrato de aislamiento poroso 4 en la parte superior de la segunda capa de microfibras no tejidas 7. Cuando se utiliza una capa porosa de conducción como un contra electrodo, es parte del contra electrodo frente el electrodo de trabajo. La capa de contacto posterior 3 y la capa de contra electrodo 2 están separadas físicamente y eléctricamente por el sustrato de aislamiento poroso 4. Sin embargo, la capa de contacto posterior y la capa de contra electrodo están conectadas eléctricamente mediante iones que penetran el sustrato de aislamiento poroso. Las capas de conducción porosas 2, 3 pueden crearse utilizando un colorante incluyendo partículas basadas en metal o metálicas, que se aplican en la parte superior de la capa de aislamiento poroso 4 por la impresión, y seguidas por calentamiento, secado y cocción. Las partículas están típicamente entre 0.1- 10 pm preferiblemente entre 0.5 - 2 pm.
La DSC incluye también una primera hoja 8 que cubre un lado superior del módulo de DSC y una segunda hoja 9 que cubre un lado inferior del módulo de DSC y que actúan como barreras para proteger los módulos de DSC contra la atmósfera circundante, y para prevenir la evaporación o fugas de los componentes de DSC dentro de la celda. La primera hoja 8 en el lado superior del módulo DSC cubre el electrodo de trabajo y necesita ser transparente, permitiendo que la luz pase a través de ella.
Un sustrato poroso más delgado es mejor, puesto que una pequeña distancia entre el electrodo de trabajo y el contra electrodo proporciona mínimas pérdidas de resistencia a la difusión del electrolito. Sin embargo, si el sustrato es demasiado delgado la resistencia mecánica del sustrato será demasiado baja. Preferiblemente, el grosor del sustrato de aislamiento poroso es mayor de 4 pm y menor de 100 µ?t?. Más preferentemente, el grosor del sustrato de aislamiento poroso es menor de 50 pm. El grosor del sustrato de aislamiento poroso es típicamente 10 - 30 pm.
A continuación, un ejemplo de sustrato de aislamiento poroso de acuerdo con la invención se describirá en más detalle. El sustrato de aislamiento poroso se basa en una capa de tela de vidrio hecha de hilo tejido que incluye una pluralidad de fibras de vidrio. Las fibras tejidas son mucho más fuertes que las fibras no tejidas. Adicionalmente, una capa de fibras tejidas puede ser delgada con resistencia mecánica mantenida.
La figura 2 muestra una imagen de microscopio óptico de tela de vidrio delgada de 15 pm (Asahi Kasei E-materiales). Como puede observarse en la figura, la tela de vidrio comprende hilo tejido 10a-b de fibras de vidrio. Cada hilo incluye una pluralidad de fibras de vidrio, también denotada como filamentos. El diámetro de un filamento es típicamente de 45 pm, y el número de filamentos en el hilo es típicamente 50. La tela de vidrio tiene agujeros grandes 14 entre los hilos tejidos, que permitirían que una gran cantidad de las partículas conductoras en colorante impreso pase justo a través de la fibra tejida de una forma incontrolada. Esto es un efecto no deseado. El tamaño de los agujeros puede ser tan grande como 200 pm. Con el fin de bloquear los agujeros en la tela, las fibras de vidrio no tejidas se disponen en la parte superior de la tela. Esto puede hacerse al remojar la tela en una solución que contiene fibras de vidrio y después eliminando la parte líquida de la solución.
La figura 3 muestra una imagen de microscopio óptico de la tela de vidrio que se muestra en la figura 2 tratada con 20 gramos de solución madre de microfibra de vidrio en ambos lados, correspondiente a 0.04 mg de fibra de vidrio depositados por centímetro cuadrado en cada lado. Como puede observarse en la figura, el hilo tejido en la tela de vidrio está cubierto por las fibras de vidrio no tejidas dispuestas. También puede observarse en la figura 3 que se reduce el tamaño de los agujeros en la tela. Sin embargo, no se logra una cobertura total de los agujeros en la tela de vidrio.
La figura 4 muestra una imagen de microscopio óptico de la tela de vidrio que se muestra en la figura 2 tratada con 80 gramos de solución madre de microfibra de vidrio en ambos lados, correspondiente a 0.16 miligramos de fibra de vidrio depositados por centímetro cuadrado en cada lado. Como se muestra en la figura 4, los agujeros están ahora cubiertos por las microfibras de vidrio. Obviamente, se puede lograr la cobertura completa de los agujeros en la tela de vidrio al aumentar la cantidad de microfibra de vidrio. Así, al depositar las fibras de vidrio no tejidas en la parte superior de las fibras de vidrio tejidas es posible evitar que las partículas en los colorantes impresos pasen a través de las fibras tejidas.
Si un aglutinante tal como, por ejemplo, aglutinantes inorgánicos tales como, silicatos, partículas de sílice coloidal, silanos (por ejemplo, silano lineal o silano ramificado o silano cíclico) y Al203 coloidal se agrega a la solución madre de fibra que contiene las fibras de vidrio, las fibras de vidrio no tejidas pueden pegarse más fuerte a las fibras tejidas. Adicionalmente, la capa que consiste en no tejidos depositados será más fuerte mecánicamente como tal. En consecuencia, mediante la adición de un aglutinante a la solución madre de fibra es posible formar una capa no tejida mecánicamente más fuerte que se adhiere fuertemente a las fibras de vidrio tejidas.
EJEMPLO 1 En lo siguiente se describirá un ejemplo de un método para producir el sustrato poroso que se muestra en la figura 4. Una tela de vidrio delgada de 15 m (Asahi Kasei E-materiales), como se muestra en la figura 2, con 50 filamentos, con un diámetro de filamento de 4 µ?t?, se colocó en la parte superior de un tamiz de alambre de acero inoxidable (33 x 33 cm) en una primera hoja de mano y un cilindro de carga se coloca en la parte superior de la tela de vidrio y después se cierra y se aprieta. Se preparó una solución madre de microfibra de vidrio al mezclar 4000 gramos de agua destilada y 8 gramos de microfibras de vidrio (Johns Manville, microfibra de vidrio tipo propuesta especial tipo 90, diámetro de fibra: 0.2 µ?t?) y 400 gramos de sílice coloidal basado en agua (una solución que contiene alrededor de 15 % en peso de S¡02 en agua) tal que la concentración de sílice final es 1.4 % en peso. Se realizó el mezclado usando un dispensador de lotes Ultraturrax. El cilindro de carga de la máquina manual para formar hojas se llenó de agua destilada (que contiene 1.4 % en peso de sílice) hasta un nivel de 350 mm por encima de la superficie del tamiz de alambre. En el siguiente paso 80 gramos de carga de microfibra de vidrio se vierten en la máquina manual para formar hojas. Las cargas de fibra de vidrio y el agua destilada que contiene sílice se mezclan por aire comprimido durante 4 segundos y luego se dejan asentar durante 6 segundos, tras lo cual se drena el agua a través de la tela de vidrio y el tamiz de alambre. La tela de vidrio tratado con humedad se seca a 110°C en aire en un horno de cinta. La tela de vidrio entonces se trata del otro lado utilizando los mismos parámetros de procedimiento que en el primer tratamiento. El sustrato resultante se muestra en la figura 4. Como puede observarse en la figura 4, el hilo tejido en la tela de vidrio es completamente cubierto por las microfibras de vidrio no tejidas dispuestas. El grosor de la tela de vidrio con microfibras de vidrio dispuestas es alrededor de 30 pm. Esto significa que el grosor total de las dos capas de microfibras no tejidas es aproximadamente 15 pm. Al usar una tela de vidrio más delgada, es posible reducir adicionalmente el grosor del sustrato de aislamiento.
EJEMPLO 2 Una variación del ejemplo 1 es que la solución madre de microfibra se prepara al mezclar 4000 gramos de agua destilada y 200 gramos de dispersión de nanocelulosa (dispersión de nanocelulosa basada en agua que contiene 2 % en peso de nanocelulosa) y 400 gramos de sílice coloidal basado en agua (una solución que contiene 15 % en peso de S1O2 en el agua). Por lo tanto, las microfibras de vidrio cerámico en la solución madre de microfibra son reemplazadas por microfibras orgánicas que consisten en nanocelulosa. Al usar la nanocelulosa se simplifica el procedimiento de fabricación en que tintado puede utilizarse en lugar de utilizar un procedimiento de fabricación de papel.
EJEMPLO 3 Otra variación del ejemplo 1 es que la solución madre de microfibra se prepara al mezclar 4000 gramos de agua destilada y 2 gramos de microfibras de vidrio (Johns Manville, microfibra de vidrio tipo propuesto especial tipo 90, diámetro de fibra: 0.2 pm) y 200 gramos de dispersión de nanocelulosa (dispersión de nanocelulosa basada en agua que contiene 2 % en peso de nanocelulosa) y 400 gramos de sílice coloidal basado en agua (una solución que contiene 15 % en peso de S1O2 en agua). Por lo tanto, ambas microfibras orgánicas que consisten en nanocelulosa y microfibras cerámicas que consisten en vidrio se utilizan en la solución madre de microfibra. Después de que el sustrato de aislamiento poroso ha sido secado, el colorante con partículas conductoras se deposita en al menos un lado del sustrato en la parte superior de la capa de microfibras no tejidas, para formar una capa de conducción porosa sobre el sustrato de aislamiento poroso. Si un módulo de DCS monolítico es fabricado, el colorante se deposita a ambos lados del sustrato en la parte superior de las capas de microfibras no tejidas, para formar una capa de conducción porosa en cada lado del sustrato de aislamiento poroso. Sin embargo, si un módulo de DCS tipo sándwich es fabricado, el colorante con partículas conductoras sólo se deposita en un lado del substrato.
Para asegurarse de que las fibras de la solución madre de microfibra se dispersen correctamente es ventajoso agregar aditivos al agua destilada antes de mezclar el agua y las microfibras. Los ejemplos de aditivos adecuados son agentes tensoactivos, dispersantes, agentes humectantes, auxiliares de retención, antiespumantes y agentes de cambio de reología. Es ventajoso añadir uno o más de esos aditivos. Los aditivos son quemados lejos durante los siguientes pasos del procedimiento de fabricación de la celda solar, y por lo tanto no permanecen en el producto final. El propósito de los aditivos es lograr fibras no aglomeradas e individuales, por lo que las fibras individuales pueden ser depositadas tan homogéneamente como sea posible para proporcionar una capa delgada y al mismo tiempo de fibras individuales. Así, mediante el uso de aditivos, es posible fabricar un sustrato más delgado y más denso con agujeros más pequeños.
Mediante la adición de agentes tensoactivos a la solución madre de fibra y el agua de dilución, puede lograrse una deposición de microfibra más lisa y más homogénea. Además, es ventajoso agregar un agente humectante a la solución madre de fibra para que el agua de dilución moje las fibras y la tela. También, mediante la adición de un polímero soluble en agua a la solución madre de fibra y el agua de dilución, puede lograrse una deposición de microfibra más lisa y más homogénea. Sin embargo, se ha encontrado que, cuando se añade el polímero es necesario añadir a un agente antiespumante para evitar la excesiva formación de espuma durante los ciclos de llenado y agitación y drenado de agua de dilución. También es ventajoso agregar aditivos de cambio de reología para cambiar la viscosidad de la solución madre de fibra y el agua de dilución.
También es posible agregar aglutinantes a la solución madre de fibra y el agua de dilución para aumentar la unión de fibras no tejidas una con otra y aumentar la unión de fibras no tejidas a la tela. Los aglutinantes que pueden utilizarse son por ejemplo aglutinantes inorgánicos tales como, silicatos, partículas de sílice coloidal, silano por ejemplo, silano lineal, silano ramificado, o silano cíclico y AI2O3 coloidal.
También es posible añadir auxiliares de retención a la solución madre de fibra y el agua de dilución para mejorar la retención de las fibras en el sustrato de aislamiento poroso conforme está siendo formado. La nanocelulosa puede utilizarse como un auxiliar de retención.
La figura 5 muestra una sección transversal a través de un sustrato de aislamiento poroso 4 fabricado de acuerdo con el método descrito en el ejemplo descrito anteriormente. El sustrato tiene una capa 5 de microfibras tejidas que incluyen hilos tejidos 10 que comprenden una pluralidad de filamentos 11 y agujeros 14 formados entre los hilos 10. Los hilos tejidos 10 preferentemente están hechos de microfibras cerámicas. El sustrato también incluye dos capas 6, 7 de microfibras no tejidas dispuestas en cada lado de la capa 5 de microfibras de tejido. Las capas 6, 7 de microfibras no tejidas pueden hacerse de microfibras cerámicas, microfibras orgánicas o una combinación de las mismas. Como puede observarse en la figura, una parte principal de las microfibras no tejidas se acumula en los agujeros 14 entre los hilos 10. Esto es una consecuencia del hecho de que el líquido de la solución madre de fibra se drena a través de los agujeros formados en la tela. Esto lleva a que el grosor de las capas no tejidas 6, 7 de microfibras varíe en dependencia de las ubicaciones de los agujeros 14 en la capa tejida de las microfibras, de modo que la capa no tejida es más gruesa en los agujeros 14 en la capa tejida y más delgada en la parte superior de los hilos 17 de la capa tejida. El lado de la capa no tejida 6, 7 que encara lejos de la capa tejida 5 es liso, pero el lado opuesto de la capa no tejida que encara la capa tejida es irregular y tiene partes gruesas 16 que sobresalen en los agujeros 14 de la capa tejida y partes delgadas 17, que se disponen en la parte superior de los hilos 10. La presente invención se puede utilizar para tipos monolíticos así como de sándwich de DCS.
Las microfibras no tejidas preferiblemente deben ser más delgadas que los filamentos en la capa de microfibras tejidas. Por lo tanto, si el diámetro de los filamentos es de aproximadamente 4 µ??, las fibras en la capa de microfibras no tejidas deben tener un diámetro menor de 4 µ?t?, preferiblemente menor de 1 µ?t?, y más preferentemente menor de 0.5 µ?? para bloquear los agujeros en forma eficiente. La longitud de las fibras no tejidas es, por ejemplo, de 100 nm - 3 mm. Por ejemplo, el diámetro de la fibra de nanocelulosa es usualmente de 5 - 10 nm y la longitud de las fibras es usualmente de varios pm. Sin embargo, también existen fibras de nanocelulosa que tienen un diámetro de 10 - 20 nm y una longitud de varios mm.
La presente invención no está limitada a las modalidades descritas pero puede ser variada y modificada en el ámbito de las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, la solución madre de microfibra puede incluir microfibras de diferentes materiales y diámetros. Aunque los ejemplos anteriores usan microfibras de vidrio, la invención no se limita a microfibras de vidrio. Es posible utilizar otros tipos de microfibras cerámicas con propiedades similares. Además, las microfibras en la capa no tejida pueden hacerse de un material cerámico diferente de las microfibras en la capa tejida. Además, las microfibras en la capa no tejida pueden hacerse de microfibra orgánica como celulosa o polímero.
En una modalidad alternativa, el sustrato puede incluir una capa de microfibras no tejidas y una capa de microfibras tejidas laminadas juntas.
En una modalidad alternativa, el sustrato tiene sólo una capa de microfibras no tejidas, dispuesta en un lado de una capa de microfibras tejidas. Aunque es ventajoso tener capas no tejidas en ambos lados de la capa tejida, no es necesario. Es posible depositar capas de conducción en ambos lados del sustrato aunque sólo uno de los lados de la capa tejida se ha proporcionado con una capa de microfibras no tejidas. La capa de conducción se puede imprimir en la capa no tejida así como en la capa tejida. Un sustrato que tiene capas no tejidas depositadas en ambos lados de la capa tejida puede ser cubierto con una capa de conducción en un lado, así como en ambos lados.
En una modalidad alternativa, el sustrato de aislamiento poroso tiene sólo una capa de microfibras no tejidas, dispuesta en un lado de una capa de microfibras tejidas y la capa de conducción se deposita en el otro lado de las microfibras tejidas, es decir, la capa de conducción se deposita en las microfibras tejidas y no en las microfibras no tejidas.
El sustrato de aislamiento poroso es un material de aislamiento eléctrico, resistente a altas temperaturas, químicamente inerte y poroso que puede utilizarse para otras aplicaciones distintas de las celdas solares sensibilizadas por colorante. El sustrato puede utilizarse en aplicaciones de filtrado/filtro para eliminar, por ejemplo, polvo, micropartículas biológicas orgánicas o inorgánicas, harina, arena, humo, bacterias y polen.
El sustrato puede utilizarse también como un separador, que separa materialmente el cátodo y el ánodo en dispositivos electroquímicos y fotoelectroquímicos tal como las células de combustible, baterías, sensores electroquímicos, pantallas electrocrómicas y celdas solares fotoelectroquímicas.

Claims (20)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Una celda solar sensibilizada por colorante que incluye: - un electrodo de trabajo (1), - una primera capa de conducción (3) para la extracción de los electrones foto-generados desde el electrodo de trabajo, -un sustrato de aislamiento poroso (4) hecho de microfibras, en donde la primera capa de conducción es una capa de conducción porosa formada en un lado del sustrato de aislamiento poroso, - un contra electrodo que incluye una segunda capa de conducción (2) dispuesta en el lado opuesto del sustrato de aislamiento poroso, y - electrolito para la transferencia de electrones desde el contra electrodo hacia el electrodo de trabajo, caracterizada porque el sustrato de aislamiento poroso comprende una capa (5) de microfibras tejidas y una capa (6) de microfibras no tejidas dispuestas sobre la capa de microfibras tejidas en un primer lado del sustrato.
2. - La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque la capa (5) de microfibras tejidas comprende hilos (10) con agujeros (14) formados entre ellos, y al menos una parte de las microfibras no tejidas se acumula en los agujeros entre los hilos.
3. - La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada además porque el grosor de la capa (6) de microfibras no tejidas varía en dependencia de las ubicaciones de los agujeros (14) en la capa (5) de microfibras tejidas, de modo que la capa de microfibras no tejidas es más gruesa en los agujeros en la capa de microfibras tejidas y más delgada en la parte superior de los hilos (17) de la capa de microfibras tejidas.
4.- La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque la primera capa de conducción (3) se dispone en dicha capa de microfibras no tejidas.
5.- La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el sustrato de aislamiento poroso (4) comprende una segunda capa (7) de microfibras no tejidas dispuestas en la capa (5) de microfibras tejidas en un segundo lado del sustrato, y la segunda capa de conducción (2) está dispuesta en la segunda capa de microfibras no tejidas.
6.- La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque la capa (5) de microfibras tejidas está hecha de hilos tejidos (10) que incluyen una pluralidad de filamentos (11) y el diámetro de las fibras en la capa (6, 7) de microfibras no tejidas es más pequeño que el diámetro de los filamentos en la capa de microfibras tejidas.
7 - La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque dicha capa (5) de microfibras tejidas está hecha de una tela de vidrio y las fibras en dicha capa de microfibras no tejidas se hacen de vidrio.
8.- La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el grosor de dicha capa (5) de microfibras tejidas está entre 4 pm y 30 pm, preferiblemente entre 4 pm y 20 pm y más preferiblemente entre 4 pm y 10 pm.
9 - La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque las microfibras en la capa (6, 7) de microfibras no tejidas tienen un diámetro de menos de 4 pm, preferiblemente menos de 1 pm, y más preferiblemente menos de 0.5 pm.
10. - La celda solar sensibilizada por colorante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque dichas capas de microfibras tejidas y no tejidas están hechas de microfibras cerámicas.
11. - Un método para producir un sustrato de aislamiento poroso y una capa de conducción porosa formada en el sustrato de aislamiento, en donde el método comprende: a) producir el sustrato de aislamiento poroso al proporcionar una tela de microfibras tejidas que comprenden hilos con agujeros formados entre ellos, preparar una solución madre de fibra al mezclar líquido y microfibras, cubrir un primer lado de la tela con la solución madre de fibra, drenar el líquido de la solución madre de fibra a través de los agujeros en la tela, y secar la tela mojada con las microfibras dispuestas en la tela, y b) depositar un colorante que comprende partículas conductoras en un lado del sustrato de aislamiento para formar una capa de conducción porosa.
12. - El método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque los hilos de la tela de microfibras tejidas comprenden una pluralidad de filamentos, y las microfibras en la solución madre de fibra son más delgadas que los filamentos en la microfibra tejida.
13. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado además porque las microfibras en la solución madre de fibra tiene un diámetro menor que 4 µ??, preferiblemente menor que 1 pm, y más preferiblemente menor que 0.5 pm.
14. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado además porque dicha tela está hecha de microfibras cerámicas tejidas y dicha solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido con microfibras cerámicas.
15. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado además porque dicha solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido con microfibras orgánicas.
16. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado además porque dicha solución madre de fibra se prepara al mezclar líquido, microfibras cerámicas y microfibras orgánicas.
17. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado además porque el grosor de la tela de microfibras tejidas está entre 4 pm y 30 pm, preferiblemente entre 4 pm y 20 pm y más preferiblemente entre 4 pm y 0 pm.
18. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado además porque el colorante se deposita en la parte superior de las microfibras dispuestas para formar una capa de conducción porosa en un lado de un sustrato de aislamiento poroso, y el paso a) comprende además cubrir un segundo lado de la tela con la solución madre de fibra, y drenar el líquido de la solución madre de fibra a través de los agujeros en la tela, y el paso b) comprende además: depositar dicho colorante en el segundo lado de la tela en la parte superior de las microfibras dispuestas, para formar una capa de conducción porosa sobre un segundo lado del sustrato de aislamiento poroso.
19. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones a 18, caracterizado además porque el paso a) comprende además añadir un aglutinante a la solución madre de fibra.
20. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, caracterizado además porque el método comprende adicionalmente agregar a la solución madre de fibra uno o más aditivos seleccionados de un grupo que incluye un agente tensoactivo, un dispersante, un agente humectante, un antiespumante y un agente de cambio de reología.
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