p Complexos de metal de transição em células solares à base de corantes são responsáveis ​​por converter a luz em energia elétrica. Um modelo de separação de carga espacial dentro da molécula foi usado para descrever esta conversão. Contudo, uma análise no BESSY II mostra que essa descrição do processo é muito simples. Pela primeira vez, uma equipe investigou os processos fotoquímicos fundamentais em torno do átomo de metal e seus ligantes. O estudo já foi publicado em Angewandte Chemie, Edição Internacional e é exibido na capa. p As células solares orgânicas, como as células de Grätzel, consistem em corantes baseados em compostos de complexos de metais de transição. A luz solar excita os elétrons externos do complexo de tal forma que eles são transportados dos orbitais no centro do complexo metálico para os orbitais de compostos adjacentes. Até agora, presumia-se que os portadores de carga eram separados espacialmente neste processo e, em seguida, removidos para que uma corrente elétrica pudesse fluir. Uma equipe chefiada por Alexander Föhlisch no HZB pôde esclarecer que não é esse o caso.

p Usando os pulsos de raios-X curtos de BESSY II no modo alfa-baixo, eles foram capazes de acompanhar cada etapa do processo em um complexo de ferro desencadeado por fotoexcitação com um pulso de laser. "Podemos observar diretamente como o pulso de laser despovoa os orbitais 3-D do metal, "explica Raphael Jay, Ph.D. aluno e primeiro autor do estudo. Com a ajuda de cálculos teóricos, eles foram capazes de interpretar os dados de medição da espectroscopia de absorção de raios-X resolvida no tempo com muita precisão. A seguinte imagem emerge:inicialmente, o pulso de laser realmente faz com que os elétrons do orbital 3-D do átomo de ferro sejam deslocados para os ligantes adjacentes. Contudo, esses ligantes, por sua vez, empurram imediatamente a carga eletrônica de volta para a direção do átomo de metal, compensando assim imediatamente a perda de carga no metal e a separação inicial do portador de carga associada.

p Essas descobertas podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais para células solares sensibilizadas com corantes. Por enquanto, Os complexos de rutênio têm sido usados ​​rotineiramente em células solares orgânicas. O rutênio é um elemento raro e, portanto, caro. Os complexos de ferro seriam significativamente mais baratos, mas são caracterizados por altas taxas de recombinação entre portadores de carga. Estudos futuros irão revelar quais são as características mediadoras em complexos de metais de transição para que a luz seja eficientemente convertida em energia elétrica.