Исследователи из Кореи заявляют, что дорогостоящие металлы, входящие в состав некоторых солнечных батарей, могут быть замещены дешевой фенолформальдегидной смолой.

Сенсибилизированные красителями солнечные батареи [dye-sensitised solar cells (DSSC)] представляют собой важный класс солнечных батарей, которые демонстрируют такие ценные свойства, как низкую стоимость, гибкость и высокую эффективность.

Возможно, что солнечные батареи этого типа являются наиболее изучаемыми типами устройств преобразования солнечной энергии в электрическую, однако применение и использование этих устройств ограничивается дороговизной компонентов, необходимых для их создания.

В настоящий момент примерно одна третья часть стоимости сенсибилизированных красителями солнечных батареи определяется красителями на основе благородных металлов, использующихся для сенсибилизации фотокатализатора из диоксида титана, что позволяет солнечной батарее поглощать свет в видимой части спектра. Однако Воньон Чой (Wonyong Choi) смог заменить эти дорогостоящие красители простой и дешевой фенолформальдегидной смолой.

Рис. 1. Рисунок из Chem. Commun., 2012, DOI: 10.1039/c2cc35751h.

В прежних работах Чой продемонстрировал, что фенол, связанный с диоксидом титана демонстрирует необходимые свойства переноса заряда с лиганда на металл [ligand-to-metal charge transfer (LMCT)] при облучении видимым светом, однако у этой системы еще оставался ряд недостатков, не позволяющих применять ее непосредственно на практике.

Чой поясняет, что сам по себе фенол образует комплекс с TiO₂, способный к весьма слабому переносу заряда с лиганда на металл, и такой комплекс не является устойчивым. Предварительная поликонденсация фенола и образование фенолформальдегидной смолы позволяет получить комплекс с более эффективным параметром LMCT, поглощающий при этом больше видимого света.

Исследователям удалось закрепить смолу на поверхности TiO₂ просто за счет диспергирования смолы и порошкообразного диоксида титана в ацетоне. Полученный материал помимо возможности конверсии энергии света в электрическую энергию может также осуществлять фотовосстановление водорода из воды, а также фоторазрушение красителей – еще два процесса, демонстрирующие эффективность систем, способных к переносу заряда с лиганда на металл.

Эрвин Райснер (Erwin Reisner), специалист по фотокатализу из Университета Кембриджа высоко оценивает новшество, подчеркивая также и то, что

полученная Чоем наносистема должна проявлять хорошие каталитические свойства. Он настаивает, что новая система должна быть полностью изучена на предмет ее возможных областей применения и направлений модификации системы.