Ученые повысили эффективность солнечных батарей до рекордных значений

Швейцарские ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали солнечные батареи, на поверхность которых нанесены две фоточувствительные краски. Вместе красители поглощают свет во всем видимом спектре, а эффективность перевода солнечного света в электричество достигает рекордных значений — до 30%. Исследование опубликовано в журнале Nature.В 90-х годах были изобретены сенсибилизированные красителем солнечные батареи, которые также называют ячейками Гретцеля по фамилии их создателя. Эти ячейки представляют собой электроды с пленкой из мезопористого нанокристаллического диоксида титана. На них нанесены светочувствительные красители. Когда они поглощают свет, их электроны возбуждаются и переносятся через пленку к электроду, в результате чего вырабатывается электричество. Ячейки Гретцеля прозрачные, дешевые, могут быть разных цветов. Сейчас их используют при строительстве небоскребов, теплиц и других зданий. Такие элементы даже иногда являются компонентами наушников и электронных книг. В последнее время эффективность сенсибилизированных красителем солнечных батарей улучшилась в условиях солнечного света и искусственного освещения. Однако до сих пор ученым тяжело контролировать сборку молекул красителя на поверхности пленки из диоксида титана.Швейцарские ученые обратились к методу косенсибилизации, при котором используется два или более светопоглощающих красителя. Такой подход позволяет повысить эффективность солнечных батарей, однако достаточно труден из-за подбора подходящих красителей и их синтеза. В новой работе исследователи предварительно обработали пленку из диоксида титана производным гидроксамовой кислоты. Благодаря этому замедлилась адсорбция двух красителей, в результате чего они легли на пленку упорядоченным и плотным слоем. Вместе эти красители могут поглощать свет во всем видимом спектре. В результате ученым удалось разработать солнечную батарею с рекордным значением эффективности перевода солнечного света в электроэнергию — 15,2%, при этом стабильность ячейки сохранялась в течение 500 часов. Исследователи увеличили активную площадь ячейки до 2,8 см2, а эффективность перевода энергии достигала 28,4-30,2% при различной интенсивности света.Ученые считают, что предложенный ими метод может быть использован для создания эффективных ячеек Гретцеля. Такие ячейки могут стать заменой аккумуляторов в электронных устройствах малой мощности. При этом источником света для них может стать искусственное освещение.Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.