Новые исследования делают краситель сенсибилизированные солнечных батарей более эффективным Источник :. ROLAND ЭРЦОГ, EPFL
Представьте себе, что никогда не пополнить свой мобильный телефон, е-ридер или планшет. Исследователи сообщают, что они разработали солнечные батареи могут существовать в использовании низкой интенсивности диффузного внутри зданий и облачный день на открытом воздухе фотоэлектрической энергии, а запись эффективности работы записи этих клеток могут один день или рождение без подключения к власти будет в состоянии продолжать в течение несколько гаджет зарядки корпуса устройства.
Диффузные солнечные элементы не новы, но лучшие батареи полагаются на дорогие полупроводники. В 1991 году химик швейцарского Федерального института технологии Майкл Гратцель изобрел так называемый сенсибилизированный красителем солнечный элемент (DSSC). Его производительность в тусклом свете Лучше всего и дешевле, чем стандартные полупроводниковые компоненты. Однако в солнечных условиях лучший DSSC может преобразовывать только 14% энергии солнечного света в электричество, а стандартные солнечные элементы могут достигать около 24%. Это связано главным образом с тем, что энергия приходит так быстро, что DSSC не справляется с этим. Когда энергия приходит на более медленной скорости, например, в комнате с низкой интенсивностью, DSSC Graetzel может преобразовать 28% поглощенного света в электричество.
У DSSC все еще есть два электрода, которые собирают отрицательные и положительные заряды, но в середине они имеют другой проводник электронов, обычно набор частиц диоксида титана (TiO2), а не только кремний. Однако TiO2 является очень слабым С этой целью исследователи покрывали эти частицы органической молекулой красителя, которая действует как сверхабсорбент. Абсорбированные фотоны возбуждают электроны и дырки на этих молекулах красителя, как и в кремнии. Краска сразу переносит возбужденные электроны на частицы TiO2, и электроны быстро движутся вдоль них к положительному электроду. В то же время отверстия сбрасываются в проводящую жидкость, называемую электролитом. Там они продолжают Инфильтрируйте и введите отрицательно заряженные электроды.
Проблема с DSSC заключается в том, что полости не могут проходить через электролит очень быстро, поэтому они часто накапливаются вблизи частиц красителя и TiO2. Если возбужденные электроны в конечном итоге врезаются в полости, они сливаются, генерируя тепло вместо электричества.
Чтобы решить эту проблему, исследователи попытались сделать электролит тонким, чтобы отверстия могли перемещаться в пункт назначения, не заходя слишком далеко. Однако любой дефект в этих слоях привел бы к тому, что устройство было бы фатальным и уничтожило бы его. Целый солнечный элемент. Теперь Грейцель и его коллеги предложили возможное решение: они разработали комбинацию красителя и дыропроводящей молекулы, что позволяет плотно обматывать частицы TiO2, не создавая дефектов. Исследователи сообщили в журнале Joule, что плотный слой увеличивает эффективность диффузного света DSSC до 32% - теоретически. Максимальное значение.
