Energia solară este viitorul nedeterminat

Sensibilizatorii sunt compuși de culoare închisă care absorb lumina și transformă energia acesteia în energie electrică prin eliberarea de electroni și"injectarea" ele în semiconductor. Până acum, sensibilizatorii utilizați în celulele solare sensibilizate cu colorant fie au o durată de viață relativ scurtă, fie necesită utilizarea de metale foarte rare și scumpe. Prin urmare, Sfântul Graal al cercetării fotovoltaice este dezvoltarea de sensibilizatori care utilizează fier - un metal care este atât prietenos cu mediul, cât și cel mai abundent metal de tranziție de pe pământ.

De mulți ani, experții cred că compușii de fier nu sunt potriviți pentru aceste aplicații, deoarece durata de viață a stării lor excitate după absorbția luminii este prea scurtă pentru a fi utilizați pentru producerea de energie. În urmă cu aproximativ șapte ani, această situație s-a schimbat odată cu descoperirea unui nou tip de compus de fier cu carben N-heterociclic (NHC).

O echipă de cercetare condusă de profesorul Edwin Constable și profesorul Catherine Housecroft de la Departamentul de Chimie de la Universitatea din Basel a studiat acești compuși de mulți ani. Echipa condusă de liderul proiectului, dr. Mariia Becker, raportează acum în jurnalul profesional Dalton Transactions rezultatele utilizării lor de sensibilizatori bazați pe noua familie NHC.

Puțin oțet și grăsime

& quot;Știam că trebuie să dezvoltăm materiale care aderă la suprafața semiconductorilor, ale căror proprietăți au permis, de asemenea, să optimizeze aranjarea componentelor funcționale care absorb lumina pe suprafață," a explicat Becker.

Cercetătorii au răspuns la aceste provocări printr-o abordare în două direcții: în primul rând, au încorporat grupări de acid carboxilic (așa cum se găsesc în oțet) în compușii de fier pentru a le lega de suprafața semiconductorului. În al doilea rând, au adăugat lanțuri lungi de carbon pentru a face stratul de suprafață mai fluid și mai ușor de fixat, făcând astfel compusul&să fie gras."

Aceste prototipuri de celule solare sensibilizate cu colorant au atins doar o eficiență totală de 1%, în timp ce eficiența celulelor solare comerciale de astăzi' a ajuns la aproximativ 20%."Cu toate acestea, rezultatele reprezintă o piatră de hotar și vor încuraja cercetările ulterioare asupra acestor noi materiale," Becker crede cu fermitate.