Onderzoekers van het Institute for Integrated Cell-Material Sciences van de Universiteit van Kyoto hebben een populair type kleurstofgevoelige zonnecel efficiënter gemaakt door de structuur aan te passen en bij te werken. Gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society (JACS) , het team rapporteert een reeks aanpassingen met een stroomconversie-efficiëntie van 10,7 procent, het hoogste tot nu toe voor dit soort kleurstofgevoelige zonnecellen, de meest efficiënte zonnetechnologie die momenteel beschikbaar is.

Huidige kleurstofgevoelige zonnecellen bestaan ​​uit een poreuze laag titaandioxide bedekt met een moleculaire kleurstof. Als zonlicht wordt opgenomen, elektronen worden opgewonden als ze er doorheen gaan, en worden ingezameld voor stroom voordat ze worden "gerecycleerd, " opnieuw geïntroduceerd in de elektrolyt en terug naar het kleurstofmolecuul. Omdat ze licht van gewicht zijn en een lage dichtheid hebben, ze hebben een hoge aantrekkingskracht op de industrie als vervangingsmateriaal voor huidige zonnepanelen op het dak.

Er zijn verschillende benaderingen om deze zonnecellen te structureren; waarbij aromatische ringfusie tot een porfyrinekern het meest aantrekkelijk is, omdat ze rood licht goed absorberen. Toch hebben ze hun keerzijden:de elektronen worden slechts een korte levensduur aangeslagen, neiging hebben om te aggregeren, omschakeling naar macht moeilijk maken.

Om de efficiëntie te verbeteren, Hiroshi Imahori, Tomohiro Higashino en collega's onderzochten het gebruik van een methyleen-gebrugd materiaal, gefuseerd met de porfyrinekern. Ze geloofden dat dit de nadelen zou overwinnen, vooral door de aggregatie te onderdrukken en de energieomzetting te verbeteren.

Met de nieuwe moleculaire kleurstof, DfZnP-iPr, ze bereikten een hogere efficiëntie dan eerder gemeld. Ze geloven dat hun onderzoek de verkenning van aromatisch-gefuseerde porfyrinesensibilisatoren voor deze hoogwaardige zonnecellen nieuw leven zal inblazen.

"Toenemende bezorgdheid over het gebruik van fossiele brandstoffen en milieukwesties betekent dat we hard moeten werken aan het verbeteren van duurzame energiesystemen. Ons werk verbetert de efficiëntie van een lichtgewicht en aantrekkelijke zonnetechnologie en we hopen de onderzoeksgemeenschap te stimuleren om het potentieel van aromatisch-gefuseerde porfyrine-sensibilisatoren voor hoogwaardige kleurstof-gesensibiliseerde zonnecellen, " zegt Hiroshi Imahori van het Instituut voor Geïntegreerde Cel-Materiaalwetenschappen (iCeMS) van de Universiteit van Kyoto