En undersøgelse af nedbrydningskemi og stabilitet af en række kendte og nye Grätzel solcelle ruthenium farvestofkomponenter

 
I lyset af de hastigt stigende oliepriser og den forudsigelige mangel i fremtiden på fossilt brændsel, er det nødvendigt at udvikle alternative energikilder. Udviklingen af billige, effektive og stabile solceller til omdannelse af solens lys til elektricitet er en mulig strategi. Traditionelle silicium solceller er for dyre til prismæssigt at kunne konkurrerer og mere prisbillige solceller skal udvikles.
Grätzel solcellen er en fotoelektrokemisk solcelle (PEC), som er billig at fremstille og de bedste celler kan omdanne ca. 10 % af solenergien til elektricitet. Grätzel cellen indeholder et farvestof kaldet en sensitiser S, som absorbere lys under dannelse af en eksiteret tilstand S*. S* overfører lynhurtigt en elektron til en halvleder under dannelse af S+.  S gendannes ud fra S+ af en mediator.  Hvert S molekyle skal kunne gennemløbe 108 kredsløb (Sà S*àS+à S) for at solcellen kan virke i 20 år.
I det ansøgte projekt ønsker vi gennem forskellige typer af undersøgelser og modelforsøg, at undersøge en række rutheniumkompleksfarvestoffers stabilitet under solcelleoperation. Vi vil kortlægge, hvilke sidereaktioner, der kan forekomme for S, S* og S+ og hvor hurtige disse sidereaktioner er. Denne information vil gøre os i stand til at beregne levetiderne af S forbindelserne i PEC cellen under belysning og herigennem reducere antallet af dyre langtidsstabilitetstest, der ellers er påkrævet for at udvælge de mest stabile farvestoffer. Gennem et øget kendskab til, hvilke molekylære strukturelle forhold, der bestemmer levetiden af farvestoffet, kan vi bedre designe nye farvestoffer med forbedrede stabilitetsegenskaber. Vi forventer at blive i stand til at fremstille S forbindelser med forbedret stabilitet i forhold til de allerede kendte forbindelser. Lykkes dette, vil det være et væsentlig bidrag i udviklingen af PEC celler, der kan anvendes i praksis.