I ricercatori dell'Istituto per le scienze integrate dei materiali cellulari dell'Università di Kyoto hanno reso più efficiente un tipo popolare di cella solare sensibile al colorante regolandone e aggiornandone la struttura. Pubblicato in Giornale dell'American Chemical Society (JACS) , il team riporta una serie di adattamenti con un'efficienza di conversione di potenza del 10,7%, il più alto finora per questo tipo di cella solare sensibilizzata al colorante, la tecnologia solare più efficiente attualmente disponibile.

Le attuali celle solari sensibilizzate al colorante sono costituite da uno strato poroso di biossido di titanio ricoperto da un colorante molecolare. Mentre la luce del sole viene assorbita, gli elettroni sono eccitati mentre passano attraverso, e vengono raccolti per l'alimentazione prima di essere "riciclati, " reintrodotti nell'elettrolita e di nuovo nella molecola del colorante. Essendo leggeri e a bassa densità, hanno un grande appeal nel settore come materiale sostitutivo per gli attuali pannelli solari sul tetto.

Esistono diversi approcci per strutturare queste celle solari; con la fusione dell'anello aromatico a un nucleo di porfirina è il più attraente, poiché assorbono bene la luce rossa. Eppure hanno i loro lati negativi:gli elettroni sono eccitati solo per una breve vita, hanno la tendenza ad aggregarsi, rendendo difficile la conversione al potere.

Al fine di migliorare l'efficienza, Hiroshi Imahori, Tomohiro Higashino e colleghi hanno studiato l'uso di un materiale a ponte di metilene, fuso al nucleo di porfirina. Credevano che questo avrebbe superato i lati negativi, in particolare sopprimendo l'aggregazione e migliorando la conversione dell'energia.

Con il nuovo colorante molecolare, DfZnP-iPr, hanno raggiunto una maggiore efficienza rispetto a quanto precedentemente riportato. Ritengono che la loro ricerca rinvigorirà l'esplorazione di sensibilizzanti alla porfirina aromatici fusi per queste celle solari ad alte prestazioni.

"La crescente preoccupazione per l'uso dei combustibili fossili e le questioni ambientali significa che dobbiamo lavorare sodo per migliorare i sistemi energetici sostenibili. Il nostro lavoro migliora l'efficienza di una tecnologia solare leggera e attraente e speriamo stimolerà la comunità di ricerca a esplorare ulteriormente il potenziale di sensibilizzanti alla porfirina fusa aromatica per celle solari sensibilizzate con coloranti ad alte prestazioni, " afferma Hiroshi Imahori dell'Istituto per le scienze integrate dei materiali cellulari (iCeMS) dell'Università di Kyoto