Synthetische Chlorophyll-Photovoltaik-Zellen

Bleche sind hocheffiziente Solarzellen, die bis zu 40% des empfangenen Lichts in chemische Energie umwandeln können. Dies ist viel effizienter als herkömmliche Solarzellen auf Siliziumbasis mit einem Wirkungsgrad von etwa 15%.

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

Forscher an der Universität von Sydney in Australien haben Moleküle vom Chlorophyll-Typ synthetisiert, die Licht in elektrische Energie umwandeln können, dh die erste Phase der Photosynthese reproduzieren können. Die Molekülstruktur von natürlichem Chlorophyll besteht aus einem stickstoffhaltigen Porphyrinring mit einem Magnesiumion im Zentrum. Synthetische Repliken haben über 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 die Hälfte der Wellenlänge des absorbierten Lichts beträgt, dh bei sichtbarem Licht zwischen 300 und 800 Nanometer.

Die Integration solcher Strukturen in Photovoltaik-Solarzellen wird deren Effizienz verbessern. Das Team arbeitet nun daran, Prototypen von Zellen herzustellen, die die synthetischen Moleküle enthalten, bevor in Zusammenarbeit mit der Universität Osaka in Japan die kommerzielle Produktion von Sonnenkollektoren aufgenommen wird.


Quelle: Stollen

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