Швейцарские ученые разработали эффективные прозрачные солнечные панели

Швейцарские ученые установили новый рекорд эффективности прозрачных солнечных элементов, проложив путь к окнам, вырабатывающим электричество, которые могут питать наши дома и устройства.

Мезоскопические солнечные элементы, сенсибилизированные красителем (DSC), часто известные как знаменитые элементы Гретцеля, были разработаны 32 года назад Брайаном О'Реганом и Майклом Гретцелем. DSC используют фотосенсибилизаторы, чтобы превратить свет в электричество.

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) открыли способ создания прозрачных фотосенсибилизаторов, молекул, которые могут активироваться светом и поглощать свет во всем видимом спектре света. Предыдущие версии DSC в значительной степени зависели от прямого солнечного света.

«Наши результаты открывают путь к легкому доступу к высокопроизводительным DSC и открывают многообещающие перспективы для приложений в качестве источника питания и замены батареи для маломощных электронных устройств, которые используют окружающий свет в качестве источника энергии», - пояснили ученые.

Что такое прозрачные солнечные панели?

ДСК могут быть полупрозрачными, гибкими и различных цветов по разумной цене. Световые люки, теплицы и стеклянные фасады уже используют эти прозрачные солнечные панели. 

Кроме того, портативные электронные гаджеты, такие как наушники и электронные книги, а также Интернет вещей теперь могут использовать свет из окружающей среды для выработки электроэнергии благодаря коммерческой продаже легких и гибких версий DSC.

По словам исследователей из групп EPFL Гретцеля и Андерса Хагфельдта, упаковка двух недавно созданных молекул фотосенсибилизатора теперь может быть улучшена для улучшения фотоэлектрических характеристик DSC.

Новые фотосенсибилизаторы могут количественно собирать свет во всем видимом спектре при совместном использовании. Новый метод предполагает предварительную адсорбцию монослоя производного гидроксамовой кислоты на нанокристаллической мезопористой поверхности диоксида титана. Это замедляет адсорбцию двух сенсибилизаторов, позволяя слою сенсибилизатора расти на хорошо упорядоченной и плотно упакованной поверхности диоксида титана.

Этот метод позволяет получать ДСК с двумя или более различными красителями, которые демонстрируют дополнительное оптическое поглощение. Это химический процесс производства. Поскольку косенсибилизацию можно использовать для комбинирования красителей, которые могут поглощать свет по всему световому спектру, она подтолкнула эффективность преобразования энергии DSC к рекордным уровням. 

Используя этот метод, команда впервые смогла создать DSC с эффективностью преобразования энергии 15,2 процента при типичном во всем мире моделируемом солнечном свете после тестирования их долговременной стабильности работы в течение 500 часов. Эффективность преобразования энергии составляла от 28,4% до 30,2% в широком диапазоне интенсивности окружающего освещения с исключительной стабильностью.