الطاقة الشمسية هي المستقبل غير المحدد

المحسّسات هي مركبات داكنة اللون تمتص الضوء وتحول طاقته إلى طاقة كهربائية عن طريق إطلاق الإلكترونات و&مثل ؛ حقن&مثل ؛ منهم في أشباه الموصلات. حتى الآن ، المحفزات المستخدمة في الخلايا الشمسية الصبغية لها عمر قصير نسبيًا أو تتطلب استخدام معادن نادرة جدًا وباهظة الثمن. لذلك ، فإن الكأس المقدسة للبحوث الكهروضوئية هو تطوير المحسّسات التي تستخدم الحديد - وهو معدن صديق للبيئة ومعدن انتقالي أكثر وفرة على وجه الأرض.

لسنوات عديدة ، يعتقد الخبراء أن مركبات الحديد ليست مناسبة لهذه التطبيقات لأن عمرها الافتراضي بعد امتصاص الضوء أقصر من أن تستخدم لإنتاج الطاقة. منذ حوالي سبع سنوات ، تغير هذا الوضع مع اكتشاف نوع جديد من مركبات الحديد مع N-heterocyclic carbene (NHC).

قام فريق بحثي بقيادة البروفيسور إدوين كونستابل والبروفيسور كاثرين هوسكروفت من قسم الكيمياء في جامعة بازل بدراسة هذه المركبات لسنوات عديدة. يقوم الفريق بقيادة قائدة المشروع ، الدكتورة ماريا بيكر ، الآن بالإبلاغ في المجلة المهنية Dalton Transactions عن نتائج استخدامهم للمحفزات بناءً على عائلة NHC الجديدة.

القليل من الخل والدهون

& مثل ؛ علمنا أنه يتعين علينا تطوير مواد تلتصق بسطح أشباه الموصلات ، والتي سمحت خصائصها أيضًا بتحسين ترتيب المكونات الوظيفية الممتصة للضوء على السطح ،&" أوضح بيكر.

استجاب الباحثون لهذه التحديات باتباع نهج ذي شقين: أولاً ، قاموا بدمج مجموعات حمض الكربوكسيل (كما هو موجود في الخل) في مركبات الحديد لربطها بسطح أشباه الموصلات. ثانيًا ، أضافوا سلاسل كربون طويلة لجعل الطبقة السطحية أكثر مرونة وأسهل في الإصلاح ، مما يجعل المركب&مثل ؛ دهني.&مثل ؛

حققت هذه النماذج الأولية للخلايا الشمسية الحساسة للصبغ كفاءة إجمالية قدرها 1٪ فقط ، بينما وصلت كفاءة الخلايا الشمسية التجارية اليوم&إلى حوالي 20٪.&مثل ؛ ومع ذلك ، فإن النتائج تمثل علامة فارقة وستشجع المزيد من البحث حول هذه المواد الجديدة ،&مثل ؛ يعتقد بيكر اعتقادا راسخا.