Synthetische Chlorophyll-Photovoltaik-Zellen

Die Blätter sind sehr effiziente Solarzellen, die bis zu 40% des empfangenen Lichts in chemische Energie umwandeln können, d. H. Viel effizienter als herkömmliche Solarzellen auf Siliziumbasis, die eine Ausbeute von ungefähr 15% haben XNUMX%.

Während der ersten Phase der Photosynthese wird das Sonnenlicht absorbiert und in chemische Energie umgewandelt, die in Form von Adenosintriphosphat (ATP) -Molekülen gespeichert wird. Diese Reaktionen finden auf der Ebene der Chlorophyllmoleküle statt, die sich in den Membranen der Thylakoide innerhalb der Chloroplasten von Pflanzenzellen befinden.

Forscher an der Universität von Sydney in Australien haben Chlorophyll-ähnliche Moleküle synthetisiert, die Licht in elektrische Energie umwandeln können, dh die erste Phase der Photosynthese reproduzieren. Die Molekülstruktur von natürlichem Chlorophyll besteht aus einem stickstoffhaltigen Porphyrinring, der in seinem Zentrum ein Magnesiumion enthält. Synthetische Repliken umfassen mehr als hundert Porphyrine, die um ein Baummolekül gruppiert sind, um die Struktur natürlicher Photosynthesesysteme nachzuahmen.

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Tests haben gezeigt, dass die Umwandlung von Licht in elektrische Energie effizienter ist, wenn die synthetischen Moleküle nicht zu groß sind. Die besten Ergebnisse werden mit Molekülen erzielt, deren Größe ungefähr der halben Wellenlänge des absorbierten Lichts entspricht, dh im Fall von sichtbarem Licht zwischen 300 und 800 Nanometer.

Die Integration solcher Strukturen in Photovoltaik-Solarzellen wird deren Effizienz verbessern. Das Team arbeitet derzeit an der Herstellung von Prototypen von Zellen, die synthetische Moleküle enthalten, bevor es in Zusammenarbeit mit der Universität von Osaka in Japan mit der kommerziellen Produktion von Sonnenkollektoren beginnt.


Quelle: Stollen

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