Des recherches récentes ont rendu les cellules solaires sensibilisées aux colorants plus efficaces Image Credit: ROLAND HERZOG, EPFL
Imaginez ne jamais avoir à recharger votre téléphone cellulaire, lecteur électronique ou tablette Les chercheurs rapportent que les cellules solaires qu'ils ont développées peuvent utiliser de la lumière diffuse de faible intensité présente dans les bâtiments et à l'extérieur par temps nuageux pour produire de l'électricité. Enregistrement: Ces piles peuvent un jour donner naissance à un boîtier d'appareil qui peut continuer à charger certains gadgets sans brancher l'alimentation.
Diffuse la lumière solaire n'est pas nouvelle, mais la meilleure cellule dépend du semi-conducteur coûteux. 1991, Institut fédéral suisse de technologie chimiste Michael Graetzel invention, le soi-disant cellule solaire sensibilisée par un colorant (un DSSC). Ses performances en faible lumière de préférence, et moins coûteux qu'un dispositif semi-conducteur standard. Cependant, dans des conditions ensoleillées, le meilleur DSSC seulement 14% de l'énergie de la lumière du soleil en énergie électrique, et une cellule solaire standard peut atteindre environ 24% cela. principalement parce que l'énergie est trop rapide, de sorte que la DSSC gérer, cependant. quand l'arrivée de l'énergie à une vitesse plus lente, comme à la lumière ambiante basse intensité, par Graetzel DSSC peut être absorbé 28% de l'énergie lumineuse en électricité.
Le DSSC a encore deux électrodes qui collectent des charges négatives et positives, mais au milieu, elles ont un conducteur électronique différent, généralement une collection de particules de dioxyde de titane (TiO2), et pas seulement du silicium. Absorbeurs de lumière À cette fin, les chercheurs ont enduit ces particules avec une molécule de colorant organique qui agit comme un superabsorbant.Les photons absorbés excitent des électrons et des trous sur ces molécules de colorant, tout comme dans le silicium. Le colorant transfère immédiatement les électrons excités aux particules de TiO2, et les électrons se déplacent rapidement le long de ceux-ci jusqu'à l'électrode positive, tout en jetant les trous dans un liquide conducteur appelé électrolyte. Infiltrer et entrer les électrodes chargées négativement.
Le problème avec le DSSC est que les cavités ne peuvent pas traverser l'électrolyte très rapidement et qu'elles s'accumulent souvent près du colorant et des particules de TiO 2. Si les électrons excités finissent par s'écraser dans les cavités, ils fusionnent et génèrent de la chaleur au lieu de l'électricité.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont essayé de rendre l'électrolyte mince afin que les trous puissent se rendre à destination sans aller trop loin, mais tout défaut de ces couches pourrait entraîner la mort et la destruction du dispositif. L'ensemble de la cellule solaire Maintenant, Graetzel et ses collègues ont proposé une solution possible: ils ont conçu une combinaison d'un colorant et d'une molécule conductrice de trous, ce qui leur permet de s'enrouler autour des particules de TiO2 sans créer de défauts. La couche étanche signifie que le trou lent se déplace moins avant d'atteindre l'électrode négative.Les chercheurs ont rapporté dans le magazine Joule que la couche étanche augmente l'efficacité de la lumière diffuse du DSSC à 32% - théoriquement près. La valeur maximale
