近日，西弗吉尼亚大学的研究人员创建了一种新的化合物，为可再生能源铺平了道路。该化合物是光敏剂，这意味着它在光的存在下会促进化学反应，可提高太阳能电池板的效率。
西弗吉尼亚大学的研究人员创建了一种新的化合物，为可再生能源铺平了道路。图片来源：西弗吉尼亚大学
这项研究于3月16日发表在《自然化学》上，由化学助理教授卡斯滕·米尔斯曼（Carsten Milsmann）的实验室的研究人员进行，并获得了美国国家科学基金会职业奖。
这些技术目前依靠铱和钌等贵金属发挥作用，但是世界上这些材料的供应仍然有限，这使得它们不可再生，难以获取且价格昂贵。
“我们注意到，研究钛和锆等较丰富的金属的工作很少，因为它们通常不易加工。贵金属一直是首选元素，因为它们的良好化学性质使其更易于加工。使用和研究，这主要是在野外完成的。”米尔斯曼说。“我们希望改变这种状况。”
米尔斯曼的化合物由锆制成，锆的含量更为丰富且易于获取，因此是一种更具可持续性和成本效益的选择。该化合物还可以在多种条件下保持稳定，例如空气，水和温度变化，使其易于在各种环境中使用。
由于该化合物可以将光转换为电能，因此可以用于创建更高效的太阳能电池板。太阳能电池板通常使用硅制成，并且需要最小的光阈值才能收集和存储能量。
长期以来，研究人员一直在探索染料敏化设备的替代方案，该设备使用有色分子在弱光条件下收集光并起作用，而不是使用硅。
另外一个好处是，这还可以生产半透明的组件，迄今为止，必要的染料在很大程度上依赖于贵重的钌材料，但米尔斯曼的新化合物将来有可能取代它。
米尔斯曼说：“ 大多数太阳能电池板的问题在于，它们在阴天时不能很好地工作。它们效率高，价格便宜，使用寿命长，但它们需要强光条件才能有效发挥作用。”
“解决这一问题的一种方法是制作染料敏化版，其中有色化合物吸收光以在任何天气条件下产生电能。将来，我们可以设计产生能量的建筑物，从本质上讲，可以使建筑物的外立面（包括其所有外墙）窗户，进入发电厂。”
另一方面，该化合物还可以用于有机发光二极管，该有机发光二极管将电能转换为光，从而基本上颠倒了太阳能电池板的功能。该特性使复合物成为生产更高效的手机屏幕的潜在光源。