Jüngste Forschung hat farbstoffsensibilisierte Solarzellen effizienter gemacht Image Credit: ROLAND HERZOG, EPFL
Stellen Sie sich vor, Ihr Handy, E-Reader oder Tablet nie wieder aufladen zu müssen Forscher berichten, dass die von ihnen entwickelten Solarzellen diffuses Licht geringer Intensität verwenden können, das in Gebäuden und im Freien an bewölkten Tagen vorhanden ist, und die Effizienz der Arbeit erreicht werden kann. Aufzeichnungen: Diese Batterien können eines Tages ein Gerätegehäuse gebären, das weiterhin einige Geräte laden kann, ohne eingesteckt zu werden.
Diffuse Sonneneinstrahlung ist nicht neu, aber die beste Zelle hängt von dem teueren Halbleiter. 1991 Erfindung Eidgenössische Technischen Hochschule Chemiker Michael Grätzel die sogenannte farbstoffsensibilisierte Solarzelle (a DSSC). Seine Leistung bei schwachem Licht vorzugsweise und weniger teuer als eine herkömmliche Halbleitervorrichtung. jedoch in sonnigen Bedingungen die besten DSSC nur 14% der Sonnenenergie in elektrische Energie, und eine Standardsolarzelle etwa 24% betragen. Dieses in erster Linie weil die Energie zu schnell ist, so dass der DSSC zu handhaben, aber., wenn die Ankunft der Energie bei einer langsameren Geschwindigkeit, wie in geringem Intensität Raumlicht, von Graetzel kann die DSSC 28% der Lichtenergie in elektrischer Energie absorbiert werden.
Die DSSC hat immer noch zwei Elektroden, die negative und positive Ladungen sammeln, aber in der Mitte haben sie einen anderen elektronischen Leiter, normalerweise eine Ansammlung von Titandioxid (TiO2) -Teilchen, nicht nur Silizium, TiO2 ist jedoch sehr schwach Lichtabsorber: Dazu beschichteten die Forscher die Oberflächen dieser Partikel mit organischen Farbstoffmolekülen, die als Superabsorber wirken, und die absorbierten Photonen regen Elektronen und Löcher in diesen Farbstoffmolekülen an, genau wie in Silizium. Der Farbstoff überträgt die angeregten Elektronen sofort auf die TiO2-Partikel und die Elektronen bewegen sich schnell zur positiven Elektrode, gleichzeitig werden die Löcher in eine leitfähige Flüssigkeit, den Elektrolyten, geleitet Infiltrieren Sie und geben Sie negativ geladene Elektroden ein.
Das Problem mit DSSC besteht darin, dass Hohlräume den Elektrolyt nicht sehr schnell passieren können und sich daher häufig in der Nähe von Farbstoff und TiO2-Partikeln ansammeln.Wenn die angeregten Elektronen schließlich in die Hohlräume abstürzen, gehen sie ineinander über und erzeugen Wärme statt Elektrizität.
Um dieses Problem zu lösen, versuchten die Forscher, den Elektrolyt so dünn zu machen, dass die Löcher zum Zielpunkt gelangen konnten, ohne zu weit zu gehen.Jedoch würden Defekte in diesen Schichten dazu führen, dass das Gerät tödlichwird und es zerstört. Die gesamte Solarzelle Nun haben Graetzel und Kollegen eine mögliche Lösung vorgeschlagen: Sie haben eine Kombination aus einem Farbstoff und einem lochleitenden Molekül entworfen, die sich eng um die TiO2-Partikel wickeln lässt und keine Defekte erzeugt. Die dichte Schicht bedeutet, dass sich das sich langsam bewegende Loch weniger bewegt, bevor es die negative Elektrode erreicht Die Forscher berichteten in der Zeitschrift Joule, dass die dichte Schicht die diffuse Lichtausbeute der DSSC theoretisch auf 32% erhöht. Der maximale Wert
