Forskare vid Institutet för Integrated Cell-Material Sciences vid Kyoto University har gjort en populär typ av färgsensibiliserade solceller effektivare genom att justera och uppdatera dess struktur. Publicerad i Journal of the American Chemical Society (JACS) , teamet rapporterar en serie anpassningar med en effektkonverteringseffektivitet på 10,7 procent, den högsta hittills för denna typ av färgsensibiliserade solceller, den mest effektiva soltekniken som finns tillgänglig för närvarande.

Nuvarande färgämnessensibiliserade solceller består av ett poröst lager av titandioxid täckt med ett molekylärt färgämne. När solljuset tas in, elektroner exciteras när de passerar, och samlas in för ström innan de "återvinns, " återinförs i elektrolyten och tillbaka till färgämnesmolekylen. Eftersom de är lätta och har låg densitet, de har en hög branschattraktionskraft som ersättningsmaterial för nuvarande solpaneler på taket.

Det finns olika tillvägagångssätt för att strukturera dessa solceller; med aromatisk ringfusion till en porfyrinkärna som den mest attraktiva, eftersom de absorberar rött ljus väl. Ändå har de sina nackdelar:elektronerna är bara exciterade under en kort livstid, har en tendens att aggregera, gör omställningen till makt svår.

För att förbättra effektiviteten, Hiroshi Imahori, Tomohiro Higashino och kollegor undersökte användningen av ett metylenbryggat material, smält till porfyrinkärnan. De trodde att detta skulle övervinna nackdelarna, särskilt genom att undertrycka aggregationen och förbättra energiomvandlingen.

Med det nya molekylära färgämnet, DfZnP-iPr, de uppnådde en högre effektivitet än tidigare rapporterat. De tror att deras forskning kommer att återuppliva utforskningen av aromatiskt fusionerade porfyrinsensibilisatorer för dessa högpresterande solceller.

"En växande oro över användningen av fossila bränslen och miljöfrågor innebär att vi måste arbeta hårt för att förbättra hållbara energisystem. Vårt arbete förbättrar effektiviteten hos en lättviktig och attraktiv solteknik och vi hoppas kommer att stimulera forskarvärlden att ytterligare utforska potentialen för aromatiskt smälta porfyrinsensibilisatorer för högpresterande färgämnessensibiliserade solceller, " säger Hiroshi Imahori från Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS)