A napenergia a meghatározatlan jövő

Az érzékenyítők sötét színű vegyületek, amelyek elnyelik a fényt, és az energiáját elektromos energiává alakítják elektronok felszabadításával és"injektálással" be őket a félvezetőbe. Eddig a festékkel érzékenyített napelemekben használt szenzibilizátorok vagy viszonylag rövid élettartamúak, vagy nagyon ritka és drága fémeket igényelnek. Ezért a fotovoltaikus kutatás szent grálja olyan érzékenyítő szerek kifejlesztése, amelyek vasat használnak – egy fém, amely egyszerre környezetbarát és a legelterjedtebb átmeneti fém a Földön.

A szakértők évek óta úgy gondolják, hogy a vasvegyületek nem alkalmasak ezekre az alkalmazásokra, mivel a fényelnyelés utáni gerjesztett állapotuk élettartama túl rövid ahhoz, hogy energiatermelésre használják fel őket. Körülbelül hét évvel ezelőtt ez a helyzet megváltozott, amikor egy új típusú vasvegyületet fedeztek fel N-heterociklusos karbénnel (NHC).

Edwin Constable professzor és Catherine Housecroft professzor, a Bázeli Egyetem Kémiai Tanszékének professzora által vezetett kutatócsoport évek óta tanulmányozza ezeket a vegyületeket. A projektvezető, Dr. Mariia Becker által vezetett csapat most a Dalton Transactions szakmai folyóiratban számol be az új NHC családon alapuló érzékenyítők használatának eredményeiről.

Egy kis ecet és zsír

& quot;Tudtuk, hogy olyan anyagokat kell kifejleszteni, amelyek a félvezetők felületére tapadnak, amelyek tulajdonságai lehetővé tették a funkcionális fényelnyelő komponensek felületi elrendezésének optimalizálását is," – magyarázta Becker.

A kutatók kétirányú megközelítésben válaszoltak ezekre a kihívásokra: Először is karbonsavcsoportokat (az ecetben található) vasvegyületekbe építettek be, hogy megkössék azokat a félvezető felületével. Másodszor, hosszú szénláncokat adtak hozzá, hogy a felületi réteget folyékonyabbá és könnyebben rögzíthetővé tegyék, ezáltal a&vegyületet zsírossá tették."

Ezek a festékkel érzékenyített napelem-prototípusok csak 1%-os általános hatásfokot értek el, míg a mai' kereskedelmi forgalomban kapható napelemek hatékonysága elérte a 20%-ot."Mindazonáltal az eredmények mérföldkövet jelentenek, és ösztönözni fogják az új anyagokkal kapcsolatos további kutatásokat," Becker szilárdan hiszi.