Nyt farvestof vil føre til mere effektiv solenergiteknologi

(PhysOrg.com) -- En opfindelse fra North Carolina State University har et betydeligt potentiale til at forbedre effektiviteten af ​​solceller og andre teknologier, der henter energi fra lys.

Dr. Ahmed El-Shafeis forskningsgruppe opfandt en ny "sensibilisator, " eller farvestof, der høster mere omgivende lys og solarlys end nogen farvestoffer på markedet i øjeblikket til brug i farvefølsomme solceller (DSSC'er).

"Et tredjeparts solenergiselskab sammenlignede vores nye farvestof, NCSU-10, mod det avancerede farvestof på markedet. Vores farvestof havde 14 procent større effekttæthed, siger El-Shafei, en adjunkt i tekstilteknik, Institut for kemi og naturvidenskab. "Med andre ord, NCSU-10 giver os mulighed for at høste mere energi fra den samme mængde lys."

Det nye farvestof skulle øge effektiviteten af ​​DSSC'er markant, som har et væld af applikationer. Indendørs, disse DSSC'er kan bruges i teknologi til at drive mobiltelefoner, bærbare computere og MP3 -afspillere ved hjælp af omgivende lys. Udendørs, de kunne bruges i konventionelle solpaneler eller i forbedrede energidrevne applikationer til bygningsintegrerede solcelleprodukter, herunder, men ikke begrænset til, vinduer, facader og ovenlysvinduer.

Sammenlignet med det avancerede farvestof på markedet, NCSU-10 kan absorbere flere fotoner ved lavere farvestofkoncentrationer, og kan derfor bruges til at skabe mere effektive solceller på vinduer og facader, samtidig med at vinduerne stadig er meget gennemsigtige.

DSSC'er er lavet af billige og miljøvenlige materialer, herunder et farvestof, en elektrolyt og titaniumdioxid (TiO2) - den hvide komponent, der bruges i tandpasta. DSSC'er virker ved at absorbere fotoner, eller diskrete pakker af lysenergi, fra indfaldende lys (eller direkte lys, der falder på en overflade) til at skabe frie elektroner i nanoporøse halvledere såsom TiO2, i cellen. Disse elektroner rejser til det ydre kredsløb for at generere en elektrisk strøm. På grund af deres uafhængighed af vinklen af ​​indfaldende lys og høje respons på lavt lysforhold, DSSC'er overgår konventionel silicium fotovoltaik med 20 til 40 procent under diffust lys, på overskyede og/eller regnfulde dage, og i indendørs omgivende lys, hvilket gør DSSC'er til en unik klasse af solceller.

Et patent afventer det nye farvestof, og universitetet er i kommunikation med potentielle industripartnere om licensbrug af NCSU-10, samt finansiere yderligere forskning på dette område.