Швейцарські вчені розробили ефективні прозорі сонячні панелі

Швейцарські вчені встановили новий рекорд ефективності прозорих сонячних елементів, проклавши шлях до вікон, що виробляють електрику, які можуть живити наші будинки та пристрої.

Мезоскопічні сонячні елементи, сенсибілізовані барвником (DSC), часто відомі як знамениті елементи Гретцеля, були розроблені 32 роки тому Браяном О'Реганом та Майклом Гретцелем. DSC використовують фотосенсибілізатори, щоб перетворити світло на електрику.

Дослідники Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) відкрили спосіб створення прозорих фотосенсибілізаторів, молекул, які можуть активуватися світлом і поглинати світло у всьому видимому спектрі світла. Попередні версії DSC значною мірою залежали від прямого сонячного світла.

«Наші результати відкривають шлях до легкого доступу до високопродуктивних DSC і відкривають перспективні перспективи для додатків як джерела живлення та заміни батареї для малопотужних електронних пристроїв, які використовують навколишнє світло як джерело енергії», - пояснили вчені.

Що таке прозорі сонячні панелі?

ДСК можуть бути напівпрозорими, гнучкими та різних кольорів за розумною ціною. Світлові люки, теплиці та скляні фасади використовують ці прозорі сонячні панелі. 

Крім того, портативні електронні гаджети, такі як навушники та електронні книги, а також Інтернет речей тепер можуть використовувати світло з навколишнього середовища для вироблення електроенергії завдяки комерційному продажу легких та гнучких версій DSC.

За словами дослідників з груп EPFL Гретцеля та Андерса Хагфельдта, упаковка двох нещодавно створених молекул фотосенсибілізатора тепер може бути покращена для покращення фотоелектричних характеристик DSC.

Нові фотосенсибілізатори можуть кількісно збирати світло у всьому видимому спектрі під час спільного використання. Новий метод передбачає попередню адсорбцію моношару похідного гідроксамової кислоти на нанокристалічної мезопористої поверхні діоксиду титану. Це уповільнює адсорбцію двох сенсибілізаторів, дозволяючи шару сенсибілізатора рости на добре впорядкованій і щільно упакованої поверхні діоксиду титану.

Цей метод дозволяє отримувати ДБК з двома або більше різними барвниками, які демонструють додаткове оптичне поглинання. Це хімічний процес виробництва. Оскільки косенсибілізацію можна використовувати для комбінування барвників, які можуть поглинати світло по всьому світловому спектру, вона спонукала ефективність перетворення енергії DSC до рекордних рівнів. 

Використовуючи цей метод, команда вперше змогла створити DSC з ефективністю перетворення енергії 15,2 відсотка при типовому в усьому світі моделюваному сонячному світлі після тестування їхньої тривалої стабільності роботи протягом 500 годин. Ефективність перетворення енергії становила від 28,4% до 30,2% у широкому діапазоні інтенсивності навколишнього освітлення з винятковою стабільністю.