Solární energie je neurčitá budoucnost

Senzitizéry jsou tmavě zbarvené sloučeniny, které absorbují světlo a přeměňují jeho energii na elektrickou energii uvolňováním elektronů a"vstřikováním" je do polovodiče. Dosud mají senzibilizátory používané v solárních článcích citlivých na barvivo buď relativně krátkou životnost, nebo vyžadují použití velmi vzácných a drahých kovů. Proto je svatým grálem fotovoltaického výzkumu vývoj senzibilizátorů, které používají železo – kov, který je šetrný k životnímu prostředí a zároveň je nejrozšířenějším přechodným kovem na Zemi.

Po mnoho let se odborníci domnívají, že sloučeniny železa nejsou pro tyto aplikace vhodné, protože jejich životnost v excitovaném stavu po absorbování světla je příliš krátká na to, aby mohly být použity pro výrobu energie. Zhruba před sedmi lety se tato situace změnila objevem nového typu sloučeniny železa s N-heterocyklickým karbenem (NHC).

Výzkumný tým vedený profesorem Edwinem Constablem a profesorkou Catherine Housecroftovou z katedry chemie na univerzitě v Basileji studuje tyto sloučeniny již mnoho let. Tým vedený vedoucí projektu, Dr. Mariiou Beckerovou, nyní informuje v odborném časopise Dalton Transactions o výsledcích svého použití senzibilizátorů založených na nové rodině NHC.

Trochu octa a tuku

& quot;Věděli jsme, že musíme vyvinout materiály, které přilnou k povrchu polovodičů, jejichž vlastnosti také umožňují optimalizovat uspořádání funkčních světlo-absorbujících komponent na povrchu," vysvětlil Becker.

Výzkumníci na tyto výzvy reagovali dvojím přístupem: Nejprve začlenili skupiny karboxylových kyselin (jak se nacházejí v octu) do sloučenin železa, aby je navázali na povrch polovodiče. Za druhé, přidali dlouhé uhlíkové řetězce, aby byla povrchová vrstva tekutější a snadněji se fixovala, čímž se sloučenina&stala „mastnou“."

Tyto prototypy solárních článků citlivých na barvivo dosáhly celkové účinnosti pouze 1 %, zatímco účinnost dnešních komerčních solárních článků' dosáhla asi 20 %."Výsledky nicméně představují milník a podpoří další výzkum těchto nových materiálů," Becker pevně věří.