Sončna energija je nedoločena prihodnost

Senzibilizatorji so temno obarvane spojine, ki absorbirajo svetlobo in njeno energijo pretvarjajo v električno energijo s sproščanjem elektronov in"injiciranjem" jih v polprevodnik. Doslej so imeli senzibilizatorji, uporabljeni v sončnih celicah, občutljivih na barvilo, relativno kratko življenjsko dobo ali pa zahtevajo uporabo zelo redkih in dragih kovin. Zato je sveti gral fotovoltaičnih raziskav razvoj senzibilizatorjev, ki uporabljajo železo – kovino, ki je hkrati okolju prijazna in najbolj razširjena prehodna kovina na zemlji.

Strokovnjaki že vrsto let verjamejo, da železove spojine niso primerne za te aplikacije, ker je njihova življenjska doba v vzbujenem stanju po absorpciji svetlobe prekratka, da bi jih uporabili za proizvodnjo energije. Pred približno sedmimi leti se je to stanje spremenilo z odkritjem nove vrste železove spojine z N-heterocikličnim karbenom (NHC).

Raziskovalna skupina, ki jo vodita profesor Edwin Constable in profesorica Catherine Housecroft z Oddelka za kemijo na Univerzi v Baslu, že vrsto let preučuje te spojine. Ekipa, ki jo vodi vodja projekta, dr. Mariia Becker, zdaj v strokovni reviji Dalton Transactions poroča o rezultatih njihove uporabe senzibilizatorjev, ki temeljijo na novi družini NHC.

Malo kisa in maščobe

& quot;Vedeli smo, da moramo razviti materiale, ki se oprimejo površine polprevodnikov, katerih lastnosti so omogočile tudi optimizacijo razporeditve funkcionalnih komponent, ki absorbirajo svetlobo na površini," Becker je pojasnil.

Raziskovalci so se na te izzive odzvali z dvosmernim pristopom: najprej so vključili skupine karboksilne kisline (kot jih najdemo v kisu) v železove spojine, da bi jih vezali na površino polprevodnika. Drugič, dodali so dolge ogljikove verige, da je površinska plast bolj tekoča in jo je lažje pritrditi, s čimer je spojina&postala mastna."

Ti prototipi sončnih celic, občutljivi na barvilo, so dosegli skupno učinkovitost le 1 %, medtem ko je učinkovitost današnjih komercialnih sončnih celic' dosegla približno 20 %."Vseeno pa rezultati predstavljajo mejnik in bodo spodbudili nadaljnje raziskave teh novih materialov," Becker trdno verjame.