Biologen haben einen Farbstoff entwickelt, der Licht absorbiert, um Elektrizität zu erzeugen

Bei herkömmlichen Silizium-Solarzellen, wie sie beispielsweise auf Dächern zu sehen sind, trifft Licht auf eine der Zellen

zwei Halbleiterschichten und AuslöserElektronen. Ihre Bewegung erzeugt einen elektrischen Strom. Farbstoffsolarzellen (DSSC) funktionieren auf ähnliche Weise. Allerdings wird eine der Halbleiterschichten durch einen lichtempfindlichen Farbstoff ersetzt, der durch einen lichtempfindlichen Farbstoff ersetzt wird, der Licht absorbiert und Elektronen abgibt.

Farbstoffsensibilisierte SolarZellen wandeln Licht im Allgemeinen nicht so effizient in Elektrizität um wie ihre Silizium-Gegenstücke. Sie arbeiten jedoch bei schlechten Lichtverhältnissen. Sie können transparent und flexibel sein, sodass sie für einige Designs besser geeignet sind. Um die Vorteile von DSSCs voll auszuschöpfen, sucht das Forschungsprojekt nach Möglichkeiten, ihre Wirksamkeit zu verbessern.

In einem Artikel in der Zeitschrift Dyes andPigmente, NTNU-Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Zugabe eines bestimmten Moleküls zu Farbstoffen ihre Lichteinfangeigenschaften verbessern kann. Was am besten funktionierte, war die Zugabe von Verbindungen, die Thiophene enthielten - Moleküle, die Benzol ähnlich waren, aber Schwefel enthielten.

Ein Pigment, das die Leistung von Solarzellen verbessern kann. Bildnachweis: Wilde Broten.

Um Licht zu sammeln, muss der Farbstoff wirkenals Elektronendonor und -akzeptor. Indem Chemiker etwas zwischen einem Donor und einem Akzeptor hinzufügen, können sie die von den Zellen gesammelte Lichtmenge erhöhen. Während der Arbeit an dem Projekt stellten Wissenschaftler fest, dass eine Erhöhung der vom Farbstoff eingefangenen Lichtmenge nicht bedeutet, dass die Solarzellen besser funktionieren. Vereinfacht ausgedrückt: Es kann sein, dass Sie mehr Elektronen erhalten, aber diese gelangen nicht unbedingt dorthin, wo sie hin müssen.

Durch die Verbesserung der DSSC-Effizienz wird das Hauptproblem beseitigtHindernis für ihre weit verbreitete Verwendung. Der derzeit höchste Wirkungsgrad liegt bei 12%, verglichen mit 20% bei herkömmlichen kommerziellen Siliziumsolarzellen.

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DSSC - farbstoffsensibilisierte Solarzelle

Akzeptor –  Ein Atom oder eine Gruppe von Atomen, die aufgrund ihres leeren Orbitals und eines freien Donorelektronenpaars Elektronen aufnehmen und eine chemische Bindung eingehen