تحقیقات جدید از دانشگاه بریتیش کلمبیا و دانشگاه کارولینای شمالی در چاپل هیل نشان می دهد که استفاده از هالوژنها - یک کلاس از عناصر شامل فلوراید ، برم ، کلر و ید - در یک سلول خورشیدی که دارای حساسیت به رنگ است می تواند بازده تبدیل را 25 در 25 افزایش دهد سانت این کشف می تواند زمینه پیشرفت طرح های سلول خورشیدی را فراهم کند.

فریزر پارلن ، نویسنده ارشد دانشگاه ، گفت: سلولهای خورشیدی با حساسیت به رنگ نوعی سلول پیشرفته خورشیدی امیدوار کننده و پیشرفته برای کاربردهای شهری هستند ، اما با توجه به اینکه نرخ تبدیل از هفت تا 14 درصد متغیر است ، فضای زیادی برای بهبود وجود دارد. شیمی در UBC. "این اولین اثبات مستقیم است که هالوژن ها و پیوندهای آنها با سایر مولکول ها می توانند عامل اصلی در افزایش عملکرد یک سلول خورشیدی حساس به رنگ باشند."

سلول خورشیدی حساس به رنگ از یک الکترولیت ، دو الکترود و یک فیلم نیمه هادی نازک که با یک رنگ جذب کننده نور تشکیل شده است تشکیل شده است. هنگامی که نور به رنگ رنگ می زند ، الکترونها را به درون نیمه هادی و از آنجا به الکترودها آزاد می کند و جریان الکتریکی ایجاد می کند.

برای اینکه سلول به خوبی کار کند ، الکترولیت باید به طور مداوم و سریع با استفاده از الکترون ، رنگ را مجدداً برقرار کند. محققان دریافتند که وجود هالوژنها این انتقال الکترون را تسریع می کند. آنها چهار رنگ مختلف حاوی فلوراید ، برم ، کلر یا ید را آزمایش کردند و از روش طیف سنجی جذب اشعه ایکس در یک سنکروترون برای مشاهده روند استفاده کردند.

"هالوژنها مورد توجه بسیاری از تحقیقات سلولهای خورشیدی نبوده اند. آنها پیوندهای بسیار ضعیفی و گذرا را تشکیل می دهند که کمتر از 10 میکروثانیه وجود دارند ، و آنها معمولاً تنها بخش کوچکی از تمام اتم های یک سلول خورشیدی را تشکیل می دهند. هیجان زده تا ثابت کند که این اوراق قرضه می تواند مانند یک تفاوت قابل توجهی در ایجاد تبدیل انرژی خورشیدی ، گفت: "کورتیس Berlinguette، استاد شیمی و مهندسی شیمیایی و بیولوژیکی در UBC که کار نظارت داشت.

محققان همچنین دریافتند که هرچه هالوژن بزرگتر باشد ، در صورت استفاده مجدد از الکترون ها ، رنگ آن بهتر می شود. رنگهای حاوی ید ، که بیش از دو برابر شعاع فلوئور است ، تقریباً سه برابر سریعتر توسط الکترولیت احیا می شوند.

برلینگوت افزود: "در مجموع ، این اکتشافها می توانند به ما کمک کنند تا تعاملهای موجود در سلولهای خورشیدی با حساس به رنگ را بهینه کنیم تا عملکرد آنها را بهینه کنیم.