(PhysOrg.com) -- Een uitvinding van de North Carolina State University heeft een aanzienlijk potentieel om de efficiëntie van zonnecellen en andere technologieën die energie uit licht halen, te verbeteren.

De onderzoeksgroep van Dr. Ahmed El-Shafei vond een nieuwe "sensitizer, ” of kleurstof, die meer omgevings- en zonnelicht oogst dan alle kleurstoffen die momenteel op de markt zijn voor gebruik in kleurstofgevoelige zonnecellen (DSSC's).

“Een extern zonne-energiebedrijf vergeleek onze nieuwe kleurstof, NCSU-10, tegen de state-of-the-art kleurstof op de markt. Onze kleurstof had 14 procent meer vermogensdichtheid, ” zegt El Shafei, een assistent-professor in de Textieltechnologie, Afdeling Scheikunde en Wetenschappen. “Met andere woorden, Met NCSU-10 kunnen we meer energie halen uit dezelfde hoeveelheid licht.”

De nieuwe kleurstof zou de efficiëntie van DSSC's aanzienlijk moeten verhogen, die tal van toepassingen hebben. Binnen, deze DSSC's kunnen in technologie worden gebruikt om mobiele telefoons van stroom te voorzien, laptopcomputers en mp3-spelers met omgevingslicht. Buitenshuis, ze kunnen worden gebruikt in conventionele zonnepanelen of in verbeterde energiegedreven toepassingen voor in gebouwen geïntegreerde fotovoltaïsche producten, waaronder, maar niet gelimiteerd tot, ramen, gevels en dakramen.

Vergeleken met de state-of-the-art kleurstof op de markt, NCSU-10 kan meer fotonen absorberen bij lagere kleurstofconcentraties, en kan daarom worden gebruikt om effectievere zonnecellen op ramen en gevels te maken, terwijl de ramen toch zeer transparant kunnen zijn.

DSSC's zijn gemaakt van goedkope en milieuvriendelijke materialen, waaronder een kleurstof, een elektrolyt en titaniumdioxide (TiO2) – het witte bestanddeel dat in tandpasta wordt gebruikt. DSSC's werken door fotonen te absorberen, of discrete pakjes lichtenergie, van invallend licht (of direct licht dat op een oppervlak valt) om vrije elektronen te creëren in nanoporeuze halfgeleiders zoals TiO2, in de cel. Deze elektronen reizen naar het externe circuit om een ​​elektrische stroom op te wekken. Vanwege hun onafhankelijkheid op de hoek van invallend licht en hoge respons op lage lichtomstandigheden, DSSC's presteren 20 tot 40 procent beter dan conventionele silicium fotovoltaïsche cellen onder diffuus licht, op bewolkte en/of regenachtige dagen, en in omgevingslicht binnenshuis, die DSSC's tot een unieke klasse van fotovoltaïsche systemen maken.

Er is een patent aangevraagd op de nieuwe kleurstof, en de universiteit communiceert met potentiële industriepartners over licentiegebruik van NCSU-10, evenals het financieren van aanvullend onderzoek op dit gebied.