Η ηλιακή ενέργεια είναι το απροσδιόριστο μέλλον

Οι ευαισθητοποιητές είναι σκουρόχρωμες ενώσεις που απορροφούν το φως και μετατρέπουν την ενέργειά του σε ηλεκτρική ενέργεια απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια και"έγχυση" τους στον ημιαγωγό. Μέχρι στιγμής, οι ευαισθητοποιητές που χρησιμοποιούνται σε ευαισθητοποιημένες με βαφές ηλιακές κυψέλες έχουν είτε σχετικά μικρή διάρκεια ζωής είτε απαιτούν τη χρήση πολύ σπάνιων και ακριβών μετάλλων. Επομένως, το ιερό δισκοπότηρο της έρευνας στα φωτοβολταϊκά είναι η ανάπτυξη ευαισθητοποιητών που χρησιμοποιούν σίδηρο - ένα μέταλλο που είναι και φιλικό προς το περιβάλλον και το πιο άφθονο μέταλλο μετάπτωσης στη γη.

Για πολλά χρόνια, οι ειδικοί πιστεύουν ότι οι ενώσεις σιδήρου δεν είναι κατάλληλες για αυτές τις εφαρμογές, επειδή η διάρκεια ζωής τους στη διεγερμένη κατάσταση μετά την απορρόφηση του φωτός είναι πολύ μικρή για να χρησιμοποιηθούν για παραγωγή ενέργειας. Πριν από περίπου επτά χρόνια, αυτή η κατάσταση άλλαξε με την ανακάλυψη ενός νέου τύπου ένωσης σιδήρου με Ν-ετεροκυκλικό καρβένιο (NHC).

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Edwin Constable και την καθηγήτρια Catherine Housecroft του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου της Βασιλείας μελετά αυτές τις ενώσεις για πολλά χρόνια. Η ομάδα με επικεφαλής την επικεφαλής του έργου, Δρ Μαρία Μπέκερ, αναφέρει τώρα στο επαγγελματικό περιοδικό Dalton Transactions τα αποτελέσματα της χρήσης ευαισθητοποιητών που βασίζονται στη νέα οικογένεια NHC.

Λίγο ξύδι και λίπος

& quot;Γνωρίζαμε ότι έπρεπε να αναπτύξουμε υλικά που να προσκολλώνται στην επιφάνεια των ημιαγωγών, οι ιδιότητες των οποίων επέτρεπαν επίσης τη βελτιστοποίηση της διάταξης των λειτουργικών στοιχείων που απορροφούν το φως στην επιφάνεια," εξήγησε ο Μπέκερ.

Οι ερευνητές απάντησαν σε αυτές τις προκλήσεις με μια διττή προσέγγιση: Πρώτον, ενσωμάτωσαν ομάδες καρβοξυλικού οξέος (όπως βρίσκονται στο ξύδι) σε ενώσεις σιδήρου προκειμένου να τις συνδέσουν στην επιφάνεια του ημιαγωγού. Δεύτερον, πρόσθεσαν μακριές αλυσίδες άνθρακα για να κάνουν το επιφανειακό στρώμα πιο ρευστό και ευκολότερο να στερεωθεί, καθιστώντας έτσι την ένωση&ως λιπαρή."

Αυτά τα πρωτότυπα ηλιακών κυψελών που έχουν ευαισθητοποιηθεί σε χρωστικές ουσίες πέτυχαν μόνο συνολική απόδοση 1%, ενώ η απόδοση των σημερινών εμπορικών ηλιακών κυψελών της' έχει φτάσει περίπου το 20%."Ωστόσο, τα αποτελέσματα αντιπροσωπεύουν ένα ορόσημο και θα ενθαρρύνουν περαιτέρω έρευνα σχετικά με αυτά τα νέα υλικά," Ο Μπέκερ πιστεύει ακράδαντα.