L'energia solar té un paper important en la lluita contra el canvi climàtic com a substitut dels combustibles fòssils. Les cèl·lules solars sensibilitzades amb colorants prometen ser un complement de baix cost als sistemes fotovoltaics que es coneixen avui. La seva característica clau, són els sensibilitzadors de colorants units a la seva superfície.
Els sensibilitzadors són compostos de colors intensos que absorbeixen la llum i converteixen la seva energia en electricitat, alliberant electrons i "injectant-los" al semiconductor. Fins ara, els sensibilitzadors utilitzats a les cèl·lules solars sensibilitzades amb colorants, han estat relativament de curta durada o han exigit l'ús de metalls molt rars i cars. El sant grial de la investigació fotovoltaica és, per tant, el desenvolupament de sensibilitzadors amb ferro, un metall respectuós amb el medi ambient i el metall de transició més abundant de la Terra.
Durant molts anys, s'ha considerat que els compostos de ferro no eren adequats per a aquestes aplicacions perquè el seu estat excitat després de l'absorció de llum és massa efímera per ser útil per a la producció d'energia. Això va canviar fa uns set anys amb el descobriment d'una nova classe de compostos de ferro amb el que es coneix com a carbens N-heterocíclics (NHC).
Es sap que s'havia de desenvolupar materials que s'enganxessin a la superfície d'un semiconductor i el caràcter dels quals, simultàniament permetés optimitzar la disposició dels components funcionals que absorbeixen la llum a la superfície.
Per fer això, es va utilitzar un doble enfocament:
1.- Incorporar grups d'àcids carboxílics (com es troben al vinagre) al compost de ferro per unir-lo a la superfície del semiconductor.
2.- Fer que els compostos "greixin" afegint llargues cadenes de carboni que facin que la capa superficial sigui més fluida i més fàcil d'ancorar.
Aquests prototips de cel·les solars sensibilitzades amb colorants, només van aconseguir una eficiència global de l'1 %, mentre que les actuals cel·les solars disponibles comercialment, arriben al voltant del 20 % d'eficiència. No obstant això, els resultats representen una fita que fomentarà més investigacions sobre aquests nous materials.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada