Een groep wetenschappers werkt aan de optimalisatie van een type fotovoltaïsche cel (Grätzel-cel) die fotosynthese kunstmatig nabootst.

Binnen het project Consolider HOPE (projecten gefinancierd door het Ministerie van Innovatie en Wetenschap), een groep wetenschappers aan de Universidad Pablo de Olavide (UPO), onder leiding van Juan Antonio Anta, werken aan de optimalisatie van een type fotovoltaïsche cel (Grätzel-cel) die fotosynthese kunstmatig nabootst.

Grätzel-cellen zijn fotovoltaïsche apparaten die profiteren van de interactie van een gestructureerde halfgeleider van minder dan nanometer groot en een organische kleurstof die als zonnecollector fungeert.

Volgens Elena Guillén, lid van UPO's Coloides y Celdas Solares Nanoestructuradas (Nanogestructureerde Colloïden en Zonnecellen) Groep, deze kleurstof kan synthetisch of natuurlijk zijn en kan zelfs het gebruik van chlorofyl voor dit type cel mogelijk maken.

Dus, onderzoekers van UPO zijn een studie begonnen waarmee ze hopen de efficiëntie van deze op eosine of mercurochroom gebaseerde organische componenten te verhogen door ionische zouten op te nemen, bekend als groene oplosmiddelen, met het oog op het voorkomen van verdamping van de vloeibare verbindingen en de daaruit voortvloeiende vermindering van de efficiëntie.

Eerdere studies tonen aan dat ionische zouten minder vluchtig zijn en het is deze eigenschap die de groep onder leiding van professor Anta wil benutten. "Ondanks zijn vloeibare toestand, dit soort oplosmiddelen hebben een hoge viscositeit en, daarom, de komende maanden zullen we onze studie voortzetten, werken aan verschillende alternatieven binnen ionische vloeistoffen, hun synthese, enzovoort., ", zegt Elena Guillén.

De voor- en nadelen van de nieuwe generatie

Hoewel er al enkele derde generatie cellen op de markt zijn (bijvoorbeeld voor het opladen van mobiele telefoons), hun praktisch nut is volgens de onderzoekers anekdotisch. Echter, vanwege hun eigenschappen van flexibiliteit en verscheidenheid aan kleuren en vormen, de toekomst van deze cellen ligt in nieuwe marktniches zoals decoratie of toepassing in gekleurde ramen die niet alleen licht doorlaten, maar dit licht gebruiken om elektriciteit op te wekken.

Anderzijds, afgezien van de snelle afschrijving van de energieproductiekosten -geschat op een jaar gebruik-, er is ook de lage kosten van de materialen. "Organische materialen zijn meestal goedkoper, " bevestigt de onderzoeker, ondanks dat wordt er nog steeds gezocht naar een alternatieve organische kleurstof voor de kleurstof die momenteel wordt gebruikt, afgeleid van ruthenium.

"De paradox ligt in het feit dat als men deze cellen gebruikt omdat hun concurrentievoordeel is dat ze goedkoper en gemakkelijker verkrijgbaar zijn, en dan gebruikt men een kleurstof op basis van een edelmetaal, wat is het voordeel?", merkt Elena Guillén op.

Anderzijds, de onderzoekers zijn zich ervan bewust dat het een relatief nieuwe technologie is -dit type cel is uitgevonden in 1991- die nog sterk ontwikkeld moet worden. Verder, de maximale efficiëntie verkregen in het laboratorium is slechts 11%, dat is concurrerend, maar daalt wanneer het wordt geëxtrapoleerd naar industriële schaal.

De belangrijkste technologische uitdaging is momenteel het probleem van celdegradatie. "Als je een organische kleurstof gebruikt, het kan worden afgebroken door de werking van zonlicht, met de daaruit voortvloeiende vermindering van de nuttige levensduur in vergelijking met siliciumcellen. Anderzijds, " benadrukt de onderzoeker, "onze groep werkt aan een van de belangrijkste aspecten voor het verbeteren van de celstabiliteit - eliminatie van de noodzaak om vloeistoffen te gebruiken die problemen met verdamping kunnen veroorzaken, enz. en waarvoor, zoals al genoemd, onze focus ligt op het gebruik van ionische zouten."

Bron:Andalusië Innova, via AlphaGalileo