تحقیقات اخیر سلولهای خورشیدی حساس به رنگ را کارآمد ساخته است. اعتبار تصویر: ROLAND HERZOG، EPFL
پژوهشگران گزارش می دهند که سلول های خورشیدی که از آنها ساخته شده است می توانند نور کم نور را که در روزهای آفتابی در داخل ساختمان ها و خارج از منزل وجود دارد، استفاده کنند و کارایی کار را می توان به دست آورد. رونوشت: این باتری ها ممکن است روزی یک وسیله مسکونی بسازند که می تواند بدون اینکه وصل شود برخی از وسایل را شارژ کند.
منتشر نور خورشیدی است جدید است، اما بهترین سلول بستگی به نیمه هادی گران است. سال 1991، موسسه فدرال سوئیس شیمیدان فناوری مایکل Graetzel اختراع به اصطلاح حساس به رنگ سلول های خورشیدی (یک مقدار ذکرشده). عملکرد آن در نور کم ترجیحا، و گران قیمت کمتر از یک نیمه هادی دستگاه استاندارد. با این حال، در شرایط آفتابی، بهترین مقدار ذکرشده تنها 14٪ از انرژی نور خورشید را به برق، و یک سلول خورشیدی استاندارد ممکن است در مورد 24٪ برسد. این عمدتا به دلیل انرژی بسیار سریع است، به طوری که مقدار ذکرشده که مسئولیت رسیدگی به، با این حال زمانی که از ورود انرژی با سرعت آهسته تر، مانند و در نور اتاق با شدت کم، توسط Graetzel مقدار ذکرشده می توان 28٪ از انرژی نور جذب شده را به برق است.
مقدار ذکرشده هنوز هم دارای دو جمع آوری الکترود بار منفی و مثبت است، اما در وسط، آنها معمولا یک نوع از تیتانیا هادی الکترونیکی (TiO2) به سنگدانه های مختلف ذرات، به جای سیلیکون با این حال، ضعیف - TiO2 به جذب نور است. برای این منظور، محققان می توانند با مولکولهای رنگ های آلی در یک سطح جذب نور فوق العاده از این ذرات در مولکولهای رنگ پوشیده شده است. فوتون جذب الکترون ها و حفره ها، به عنوان در سیلیکون. رنگ الکترون فورا هیجان زده به منتقل '- ذرات TiO2، و الکترون به کاتد در امتداد سریع خود حرکت می کند در همان زمان، به یک سوراخ ریخته به نام مایع رسانای الکتریکی در محلول الکترولیت، جایی که آنها به ادامه نفوذ به الکترود و بار منفی دارند.
مشکل مقدار ذکرشده است که سوراخ نمی تواند از طریق الکترولیت به سرعت منتقل می کند. بر این اساس، آنها اغلب در اطراف ذرات TiO2 و رنگ سپرده خواهد شد. اگر الکترون های مازاد را به دیواره های سوراخ نهایی، آنها با هم ادغام شدند خواهد شد، تولید گرما به جای برق است.
برای حل این مشکل، محققان سعی کنید به نازک تر الکترولیت، بنابراین نیازی به از طریق سوراخ راه رفتن بسیار دور، قادر به رسیدن به مقصد خود خواهد بود. با این حال، هر یک از این نقص در یک لایه نازک از دستگاه منجر خواهد شد بود یک ضربه مهلک و نابود تمام سلول های خورشیدی است. در حال حاضر، Graetzel و همکارانش پیشنهاد یک راه حل ممکن است. آنها یک ترکیب رنگ و یک سوراخ انجام مولکول طراحی شده است. آن را قادر می سازد خود را محکم در اطراف ذرات TiO2 پیچیده، در نتیجه ایجاد هیچ نقص . این بدان معنی است که لایه تنگ از سوراخ آهسته در حال حرکت قبل از عبور از فاصله الکترود منفی محققان کوچکتر در "ژول" مجله می شود گزارش داد که نور پراکنده لایه تنگ بهره وری از مقدار ذکرشده به 32 درصد افزایش می دهد - نزدیک به نظری حداکثر مقدار.
