Solárna energia je neurčitá budúcnosť

Senzibilizátory sú tmavo sfarbené zlúčeniny, ktoré absorbujú svetlo a premieňajú jeho energiu na elektrickú energiu uvoľňovaním elektrónov a"injektovaním" ich do polovodiča. Doteraz majú senzibilizátory používané v solárnych článkoch senzibilizovaných farbivom buď relatívne krátku životnosť, alebo vyžadujú použitie veľmi vzácnych a drahých kovov. Preto je svätým grálom fotovoltaického výskumu vývoj senzibilizátorov, ktoré používajú železo – kov, ktorý je šetrný k životnému prostrediu a zároveň je najrozšírenejším prechodným kovom na Zemi.

Po mnoho rokov sa odborníci domnievajú, že zlúčeniny železa nie sú vhodné na tieto aplikácie, pretože ich životnosť v excitovanom stave po absorbovaní svetla je príliš krátka na to, aby sa dali použiť na výrobu energie. Zhruba pred siedmimi rokmi sa táto situácia zmenila objavom nového typu zlúčeniny železa s N-heterocyklickým karbénom (NHC).

Výskumný tím vedený profesorom Edwinom Constablem a profesorkou Catherine Housecroftovou z Katedry chémie na Bazilejskej univerzite študuje tieto zlúčeniny už mnoho rokov. Tím vedený vedúcou projektu, Dr. Mariiou Becker, teraz informuje v odbornom časopise Dalton Transactions o výsledkoch svojho používania senzibilizátorov založených na novej rodine NHC.

Trochu octu a tuku

& quot;Vedeli sme, že musíme vyvinúť materiály, ktoré priľnú k povrchu polovodičov, ktorých vlastnosti tiež umožňujú optimalizovať usporiadanie funkčných komponentov absorbujúcich svetlo na povrchu," vysvetlil Becker.

Výskumníci reagovali na tieto výzvy dvojakým prístupom: Najprv začlenili skupiny karboxylových kyselín (ako sa nachádzajú v octe) do zlúčenín železa, aby ich naviazali na povrch polovodičov. Po druhé, pridali dlhé uhlíkové reťazce, aby bola povrchová vrstva tekutejšia a ľahšie sa fixovala, čím sa zlúčenina&stala „mastnou“."

Tieto prototypy solárnych článkov citlivých na farbivo dosiahli celkovú účinnosť iba 1 %, zatiaľ čo účinnosť dnešných komerčných solárnych článkov' dosiahla približne 20 %."Výsledky však predstavujú míľnik a podporia ďalší výskum týchto nových materiálov," Becker pevne verí.