Создан экологически дружественный катализатор для органических солнечных батарей

Команда специалистов из Токийского технологического института и Университета Канадзавы разработали экологически дружественное устройство, использующее солнечную энергию для катализа электрохимической реакции окисления с высокой эффективностью.

Выводы исследования представлены в Chemical Communications, сообщает eurekalert.org. Новый катализатор повысит эффективность органических установок.

Ученые десятилетиями ищут способы сбора и использования солнечной энергии. Фотоэлектрические устройства, превращающие свет в электричество, пользуются большим спросом. Хотя основной упор в развитии сделан на кремниевые установки, ученые показали, что органические солнечные батареи тоже могут иметь высокую производительность. Такие системы можно печатать или наносить как краску.

Органические фотоэлектрические устройства содержат активный слой, зажатый между двумя электродами. В нем энергия фотонов света передается электронам материала при столкновениях. Возбужденные частицы начинают двигаться, оставляя после себя положительно заряженные «дыры». Электроны и их альтер-эго поступают на разные электроды, создавая ток из света.

Сбор заряженных частиц – сложная задача. Некоторые специалисты предлагали напрямую использовать электроны или дыры в химических реакциях у активного слоя. Команда исследователей использовала этот подход, разработав простую процедуру производства органического фотоэлектрохимического устройства, способного собирать солнечную энергию для стимуляции окисления.

Процесс основан на стандартной фотоэлектрической установке с известными характеристиками. Ученые механически удалили задний электрод, собирающий дыры. Открывшуюся сторону активного слоя покрыли ZnPc и поместили в тиол. Сгенерированные светом дыры прямо использовали для его окисления, запускаемого цинковым соединением. Возбужденные электроны проходят через оставшийся передний электрод, создавая ток.

«Это – многообещающая и воссоздаваемая техника для создания эффективных фотоэлектрохимических элементов», — сказал доктор Кейджи Нагаи.