p As células solares sensibilizadas por corante (DSSCs) dependem de corantes que absorvem luz para mobilizar uma corrente de elétrons e são uma fonte promissora de energia limpa. Jishan Wu, do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais, e colegas em Cingapura desenvolveram agora corantes de zinco porfirina que captam luz nas partes visível e infravermelho próximo do espectro1. Sua pesquisa sugere que a modificação química desses corantes pode aumentar a produção de energia de DSSCs. p DSSCs são mais fáceis e baratos de fabricar do que células solares de silício convencionais, mas atualmente têm uma eficiência menor. Corantes à base de rutênio têm sido tradicionalmente usados ​​em DSSCs, mas em 2011 os pesquisadores desenvolveram um corante mais eficiente baseado em um átomo de zinco rodeado por uma molécula em forma de anel chamada porfirina. Células solares usando este novo corante, chamado YD2-o-C8, converter luz visível em eletricidade com uma eficiência de até 12,3 por cento. A equipe de Wu teve como objetivo melhorar essa eficiência desenvolvendo um corante de zinco porfirina que também pode absorver luz infravermelha.

p Os corantes de maior sucesso desenvolvidos pela equipe de Wu, WW-5 e WW-6, unir um núcleo de porfirina de zinco com um sistema de anéis de carbono fundidos ligados por um átomo de nitrogênio, conhecido como grupo de perileno N-anulado. As células solares contendo esses corantes absorveram mais luz infravermelha do que YD2-o-C8 e tiveram eficiências de até 10,5 por cento, combinando o desempenho de uma célula YD2-o-C8 sob as mesmas condições de teste (ver imagem).

p Cálculos teóricos indicam que conectar as seções de porfirina e perileno desses corantes por uma ligação tripla carbono-carbono, que atua como um ligante rico em elétrons, melhorou o fluxo de elétrons entre eles. Essa ligação também reduziu a energia da luz necessária para excitar os elétrons na molécula, aumentando a capacidade do corante de coletar luz infravermelha.

p Adicionar grupos químicos volumosos aos corantes também melhorou sua solubilidade e evitou que se agregassem - algo que tende a reduzir a eficiência dos DSSCs.

p Contudo, tanto WW-5 quanto WW-6 são ligeiramente menos eficientes do que YD2-o-C8 na conversão de luz visível em eletricidade, e também produzem uma voltagem mais baixa. "Agora estamos tentando resolver este problema por meio de modificações com base na estrutura química da WW-5 e WW-6, "diz Wu.

p Comparar os resultados de mais corantes de perileno-porfirina deve indicar maneiras de superar esses obstáculos, e pode até estender a absorção de luz ainda mais no infravermelho. "A principal prioridade é melhorar a eficiência de conversão de energia, "disse Wu." Nossa meta é aumentar a eficiência para mais de 13 por cento no futuro próximo. "