Des chercheurs de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences de l'Université de Kyoto ont rendu un type populaire de cellule solaire à colorant plus efficace en ajustant et en mettant à jour sa structure. Publié dans le Journal de l'American Chemical Society (JACS) , l'équipe rapporte une série d'adaptations avec une efficacité de conversion de puissance de 10,7 %, le plus élevé à ce jour pour ce type de cellule solaire à colorant, la technologie solaire la plus efficace actuellement disponible.

Les cellules solaires à colorant actuelles sont constituées d'une couche poreuse de dioxyde de titane recouverte d'un colorant moléculaire. Comme la lumière du soleil est absorbée, les électrons sont excités lors de leur passage, et sont collectés pour l'alimentation avant d'être "recyclés, " réintroduits dans l'électrolyte et de nouveau dans la molécule de colorant. Comme ils sont légers et de faible densité, ils ont un fort attrait pour l'industrie en tant que matériau de remplacement pour les panneaux solaires de toit actuels.

Il existe différentes approches pour structurer ces cellules solaires; la fusion du cycle aromatique avec un noyau de porphyrine étant la plus attrayante, car ils absorbent bien la lumière rouge. Pourtant, ils ont leurs inconvénients :les électrons ne sont excités que pendant une courte durée de vie, ont tendance à s'agréger, rendant la conversion au pouvoir difficile.

Afin d'améliorer l'efficacité, Hiroshi Imahori, Tomohiro Higashino et ses collègues ont étudié l'utilisation d'un matériau ponté au méthylène, fusionné au noyau de porphyrine. Ils pensaient que cela surmonterait les inconvénients, en particulier en supprimant l'agrégation et en améliorant la conversion d'énergie.

Avec le nouveau colorant moléculaire, DfZnP-iPr, ils ont atteint une efficacité plus élevée que précédemment rapporté. Ils pensent que leurs recherches revigoreront l'exploration de sensibilisateurs à la porphyrine à fusion aromatique pour ces cellules solaires à haute performance.

« Les inquiétudes croissantes concernant l'utilisation des combustibles fossiles et les problèmes environnementaux signifient que nous devons travailler dur pour améliorer les systèmes énergétiques durables. Notre travail améliore l'efficacité d'une technologie solaire légère et attrayante et nous espérons stimuler la communauté des chercheurs à explorer davantage le potentiel de des sensibilisateurs à la porphyrine à fusion aromatique pour les cellules solaires à colorant haute performance, " déclare Hiroshi Imahori de l'Institut des sciences intégrées des cellules et des matériaux de l'Université de Kyoto (iCeMS)