انرژی خورشیدی آینده نامشخصی است

حساس کننده ها ترکیبات تیره رنگی هستند که نور را جذب کرده و انرژی آن را با آزادسازی الکترون و"تزریق" به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. آنها را وارد نیمه هادی می کنند. تا کنون، حساس‌کننده‌های مورد استفاده در سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ یا طول عمر نسبتاً کوتاهی دارند یا نیاز به استفاده از فلزات بسیار کمیاب و گران قیمت دارند. بنابراین، جام مقدس تحقیقات فتوولتائیک، توسعه حساس‌کننده‌هایی است که از آهن استفاده می‌کنند، فلزی که هم سازگار با محیط زیست است و هم فراوان‌ترین فلز واسطه روی زمین.

برای سال‌های متمادی، کارشناسان معتقد بودند که ترکیبات آهن برای این کاربردها مناسب نیستند، زیرا طول عمر حالت برانگیخته آن‌ها پس از جذب نور برای تولید انرژی بسیار کوتاه است. حدود هفت سال پیش، این وضعیت با کشف نوع جدیدی از ترکیب آهن با کاربن N-heterocyclic (NHC) تغییر کرد.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور ادوین کانستبل و پروفسور کاترین هاوسکرافت از گروه شیمی دانشگاه بازل سال‌هاست روی این ترکیبات مطالعه می‌کنند. تیم تحت رهبری رهبر پروژه، دکتر ماریا بکر، اکنون نتایج استفاده خود از حساس کننده های مبتنی بر خانواده جدید NHC را در مجله حرفه ای Dalton Transactions گزارش می دهد.

کمی سرکه و چربی

& quot;ما می‌دانستیم که باید موادی بسازیم که به سطح نیمه‌رساناها بچسبند، که ویژگی‌های آن‌ها همچنین امکان بهینه‌سازی آرایش اجزای عملکردی جاذب نور را بر روی سطح فراهم می‌کرد،" بکر توضیح داد.

محققان به این چالش‌ها در یک رویکرد دو جانبه پاسخ دادند: اول، گروه‌های کربوکسیلیک اسید (همانطور که در سرکه یافت می‌شود) را در ترکیبات آهن قرار دادند تا آنها را به سطح نیمه‌رسانا متصل کنند. دوم، آن‌ها زنجیره‌های کربنی بلندی اضافه کردند تا لایه سطحی را روان‌تر و راحت‌تر ثابت کنند و در نتیجه ترکیب&را چرب کنند."

این نمونه‌های اولیه سلول‌های خورشیدی حساس‌شده با رنگ تنها به بازده کلی ۱٪ دست یافتند، در حالی که راندمان سلول‌های خورشیدی تجاری امروزی&#۳۹؛ به حدود ۲۰٪ رسیده است."با این وجود، نتایج نشان دهنده یک نقطه عطف است و تحقیقات بیشتر در مورد این مواد جدید را تشویق خواهد کرد،" بکر به شدت معتقد است.