Los científicos de la Universidad de Basilea han encontrado una manera de cambiar la disposición espacial de las moléculas de bipiridina en una superficie. Estos componentes potenciales de las células solares sensibilizadas con colorante forman complejos con metales y, por lo tanto, alteran su conformación química. Los resultados de esta colaboración interdisciplinariaentre químicos y físicos de Basilea fueron publicados recientemente en la revista científica ACS Omega .
Las células solares sensibilizadas por colorante se han considerado una alternativa sostenible a las células solares convencionales durante muchos años, incluso si su rendimiento energético aún no es completamente satisfactorio. La eficiencia se puede aumentar con el uso de células solares en tándem, donde las células solares sensibilizadas por colorantelas células solares están apiladas una encima de la otra.
La forma en que el tinte, que absorbe la luz solar, se ancla al semiconductor juega un papel crucial en la efectividad de estas células solares. Sin embargo, el anclaje de los tintes en las superficies de óxido de níquel, que son particularmente adecuadas para tinte-células sensibilizadas - aún no se comprende lo suficiente.
encuadernación en superficies
En el transcurso de una colaboración interdisciplinaria, científicos del Instituto Suizo de Nanociencia y los Departamentos de Física y Química de la Universidad de Basilea investigaron cómo las moléculas individuales de bipiridina se unen a las superficies de óxido de níquel y oro.
Los cristales de bipiridina sirvieron como molécula de anclaje para las células sensibilizadas por colorante en una superficie semiconductora. Este anclaje une los complejos metálicos, que a su vez pueden usarse para unir los diversos colorantes.
Con la ayuda de microscopios de sonda de barrido, la investigación determinó que inicialmente las moléculas de bipiridina se unen planas a la superficie en su configuración trans. La adición de átomos de hierro y un aumento de temperatura provocan una rotación alrededor de un átomo de carbono en la molécula de bipiridina yasí conduce a la formación de la configuración cis.
"La composición química de la configuración cis y trans es la misma, pero su disposición espacial es muy diferente." El cambio en la configuración se puede distinguir claramente sobre la base de las mediciones del microscopio de sonda de barrido ", confirma el físico experimental Profesor Ernst Meyer.
Complejos metálicos en una configuración modificada
Este cambio en la disposición espacial es el resultado de la formación de un complejo metálico, como lo confirmaron los científicos a través de su examen de la bipiridina en una superficie de oro.
Durante la preparación de las células solares sensibilizadas con colorante, estas reacciones tienen lugar en una solución. Sin embargo, el examen de moléculas individuales y su comportamiento solo es posible con el uso de microscopios de sonda de barrido en vacío.
"Este estudio nos permitió observar por primera vez cómo las moléculas que están firmemente unidas a una superficie cambian su configuración", resume Meyer. "Esto nos permite comprender mejor cómo se comportan las moléculas de anclaje en las superficies de óxido de níquel".
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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