Solenergi er den ubestemte fremtiden

Sensibilisatorer er mørkfargede forbindelser som absorberer lys og konverterer dets energi til elektrisk energi ved å frigjøre elektroner og"injisere" dem inn i halvlederen. Så langt har sensibilisatorene som brukes i fargestoffsensibiliserte solceller enten relativt kort levetid eller krever bruk av svært sjeldne og dyre metaller. Derfor er solcelleforskningens hellige gral utviklingen av sensibilisatorer som bruker jern - et metall som er både miljøvennlig og det mest utbredte overgangsmetallet på jorden.

I mange år har eksperter trodd at jernforbindelser ikke er egnet for disse bruksområdene fordi deres eksiterte levetid etter absorbering av lys er for kort til å brukes til energiproduksjon. For rundt syv år siden endret denne situasjonen seg med oppdagelsen av en ny type jernforbindelse med N-heterosyklisk karben (NHC).

Et forskerteam ledet av professor Edwin Constable og professor Catherine Housecroft ved Institutt for kjemi ved Universitetet i Basel har studert disse forbindelsene i mange år. Teamet ledet av prosjektlederen, Dr. Mariia Becker, rapporterer nå i fagtidsskriftet Dalton Transactions resultatene av deres bruk av sensibilisatorer basert på den nye NHC-familien.

Litt eddik og fett

& quot;Vi visste at vi måtte utvikle materialer som fester seg til overflaten av halvledere, hvis egenskaper også tillot å optimere arrangementet av funksjonelle lysabsorberende komponenter på overflaten," Becker forklarte.

Forskerne svarte på disse utfordringene i en todelt tilnærming: Først inkorporerte de karboksylsyregrupper (som finnes i eddik) i jernforbindelser for å binde dem til halvlederoverflaten. For det andre la de til lange karbonkjeder for å gjøre overflatelaget mer flytende og lettere å fikse, og dermed gjøre forbindelsen"fettete."

Disse fargestoffsensibiliserte solcelleprototypene oppnådde kun en total effektivitet på 1 %, mens effektiviteten til dagens kommersielle solceller har nådd rundt 20 %." Likevel representerer resultatene en milepæl og vil oppmuntre til videre forskning på disse nye materialene," Becker mener bestemt.