Новости

Новый рекорд эффективности цветочувствительных солнечных батарей

Цветочувствительные солнечные батареи – фотоэлектрохимические ячейки, в которых используются фоточувствительные мезопористые оксидные полупроводники с широкой запрещённой зоной. Эти ячейки открыты в 1991 г. М.Гретцелем (Michael Graetzel), по имени которого и получили название ячеек Гретцеля. Солнечные батареи этого типа многообещающи, поскольку изготавливаются из дешёвых материалов и не требуют сложной аппаратуры при производстве. Ячейки имеют простую структуру, состоят из двух электродов и йодсодержащего электролита. Один электрод состоит из высокопористого насыщенного красителем диоксида титана (TiO2), нанесённого на прозрачную электропроводящую подложку. Другим электродом является просто прозрачная электропроводящая подложка. Работа ячейки часто сравнивается с фотосинтезом, поскольку оба процесса используют окислительно-восстановительную реакцию, протекающую в электролите. Эффективность преобразования энергии в ячейке ещё не достигла уровня кремниевых солнечных батарей. В настоящее время она составляет около 10 %.

Группе учёных из Laboratory of Photonics and Interfaces Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) под руководством того же Гретцеля удалось повысить этот показатель до 12,3% за счет замены стандартных окрашивающих веществ (рутений и йод) на порфирин и кобальт. Кроме того, для более эффективного поглощения солнечных лучей поверхность устройств сделали зелёной. Это позволило повысить поглощение солнечного света и эффективность электронного обмена.

Несмотря на то, что цветочувствительные батареи сегодня не дотягивают по эффективности до стандартных кремниевых преобразователей, их теоретический максимум выше – 33% против 26%. К тому же их можно сделать прозрачными и гибкими, что открывает много новых возможностей практического применения.

Источники: http://science.compulenta.ru/645767/

A. Yella, H.-W. Lee, H.N. Tsao, C. Yi, A.K. Chandiran, Md.K. Nazeeruddin, E.W.-G. Diau, C.-Y. Yeh, S.M. Zakeeruddin, M. Grätzel. Porphyrin-Sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)–Based Redox Electrolyte Exceed 12 Percent Efficiency. Science, v. 334, N 6056, pp. 629-634