Ученые университета естественных и технических наук (NTNU) создали светопоглощающий краситель для солнечных панелей. Биологов вдохновил хлорофилл, улавливающий энергию фотонов сквозь крону леса.

В обычных кремниевых солнечных элементах, которые можно увидеть на крышах зданий, свет попадает на один из двух полупроводниковых слоев и освобождает электроны. Их движение создает электрический ток. Сенсибилизированный красителем солнечный элемент (DSSC) работает аналогичным образом. Однако один из полупроводниковых слоев заменяется светочувствительным красителем, который поглощает свет и высвобождает электроны.

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы, как правило, не так эффективны при преобразовании света в электричество, как их кремниевые аналоги. Но они работают в условиях низкой освещенности, могут быть прозрачными и гибкими, поэтому лучше подходят для некоторых конструкций. Чтобы полностью использовать преимущества DSSC, исследовательский проект ищет способы повысить их эффективность.

Ученые из NTNU показали, что добавление определенной молекулы в краситель может улучшить их светопоглщающие свойства. Лучше сработало добавления соединений, содержащих тиофен, похожие на бензол, но с содержанием серы.

Чтобы собрать свет, краситель должен действовать как донор и акцептор электронов. Добавляя что-то среднее между донором и акцептором, химики могут увеличить количество света, собранного клетками. В процессе работы над проектом, ученые выяснили, что увеличение количества света, улавливается красителем, не означает, что солнечные элементы будут работать лучше. Проще говоря, вы можете получить больше электронов, но они не обязательно попадут туда, куда надо.

Повышение эффективности DSSC устранит главное препятствие на пути к их широкому использованию. Сейчас самый высокий КПД составляет около 12% по сравнению с 20% для традиционных коммерческих кремниевых солнечных элементов.