Alternativ til fullerener i organiske solceller - lige så spændende

Et indblik i fulderens egenskaber åbner døren til en ny klasse af elektroniske acceptorer, som kan bruges til at bygge bedre og billigere organiske solceller.

Organiske solceller har udviklet sig meget siden de først blev opfundet for næsten 20 år siden, men fulleren-komponenten er stort set forblevet den samme, og dette har haft en bremsende effekt på udviklingen af ​​teknologien.

Men nu har videnskabsmænd ved University of Warwick fundet frem til en upåskønnet egenskab ved fullerener, nemlig tilgængeligheden af ​​yderligere elektronaccepterende tilstande, som kunne replikeres for at skabe en ny klasse af 'fulleren mimics'.

Deres forskning er beskrevet i en ny undersøgelse i tidsskriftet Avancerede materialer .

Solcelleindustrien har i nogen tid ledt efter et alternativ til fullerener, da de har mange ulemper som elektroniske acceptorer, herunder en meget begrænset lysadsorption og en høj omkostning.

Også, at gå ud over fullerenderivater ville øge de mulige blandinger, der kan overvejes til organiske solceller.

University of Warwick videnskabsmænd, ledet af professor Alessandro Troisi i Institut for Kemi, har opdaget, at fulleren kan acceptere elektroner i en række exciterede tilstande, ikke bare i sin anioniske tilstand.

Disse ekstra tilstande gør processen med elektronindfangning hurtigere og forbedrer effektiviteten af ​​ladningsseparationsprocessen.

Denne særlige ejendom er ikke tilfældigt besat - den skal designes til et materiale, og ethvert forsøg på at lave en fulleren erstatning skal tage denne ejendom i betragtning.

Professor Troisi mener, at dette er grunden til, at flere forsøg på at finde en erstatning til industrien til dato har mislykkedes.

Warwick -forskerne har imidlertid vist, at en ny klasse af molekylære acceptorer med denne elektroniske egenskab relativt let kan designes, giver en vej til at erstatte fullerenderivater i solceller.

Professor Troisi sagde:"At finde en erstatning for fulleren har undgået det videnskabelige samfund og solcelleindustrien i den bedste del af to årtier.

"Ved at udpege denne særlige måde, hvorpå fulleren opfører sig, vi mener, at vi har fundet en nøgle, som kan låse døren op til nye erstatninger for dette materiale.

"Ved at bruge denne viden, vi samarbejder nu med eksperimentalister ved University of Warwick for aktivt at udvikle fullerenerstatninger."

En patentansøgning er blevet indgivet, og forskerne er ivrige efter at arbejde med kommercielle partnere for at bringe denne teknologi på markedet.