This is science — обычная и дешёвая солнечная энергетика

В начале июля 2013 года в журнальчике Nature увидела свет одна приметная статья, материал которой еще раз обосновывает, что дешёвой и обычный солнечной энергии быть, и поболее того, это дело уже наиблежайшего грядущего.

В далёком Одна тыща девятьсот восемьдесят восемь году юноша по имени Михаэль Гратцель (Michael Grätzel ), сейчас доктор в Лозанской Политехнической Школе (EPFL, Швейцария), вместе с Брайаном О’Реганом (Brian O’Regan) предложили на тот момент полностью безумную идею, а конкретно, использовать красители в солнечных батареях для поглощения света и передачи поглощённой энергии на полупроводник (потом – диоксид титана). После этого электрон «перемещается» по полупроводнику, пока не достигнет анода, а оставшийся без электрона краситель (на самом деле «дырка», в определениях полупроводников) получает его от ионов I –. которые, в свою очередь, преобразуются в ионы I 3– (так именуемая редокс пара), переносящие заряд к катоду. В итоге на 2-ух контактах имеется некая нужная разность потенциалов. С течение времени такие ячейки стали именовать ячейками Гратцеля либо Dye-sensitized solar cell. DSSC (солнечные батареи сенсибилизированные/активированные красителем).

Механизм работы DSSC (Источник )

И всё было бы отлично, если не одно НО. Исходя из убеждений физических и хим законов, КПД таковой батареи не может превосходить 33% — ну и то, исключительно в теории. Единственным преимуществом данного рода солнечных батарей является их баснословно низкая себестоимость производства по сопоставлению с кремниевыми, к примеру. Стоит напомнить, что в Одна тыща девятьсот девяносто один году миром безраздельно правила вера в кремний для земных применений (в том числе и зарождавшийся класс тонкоплёночных технологий) и арсенид галлия (GaAs) для космоса.

This is science - обычная и дешёвая солнечная энергетика

50-100 раз тоньше людского волоса) и при инкупсулировании обычно зажимается меж 2-мя более толстыми пластинами стекла:

Микроструктура DSSC: HTM (organic hole-transport materials) – материал, отлично проводящий «дырки», FTO (fluorine-doped tin oxide) – оксид олова, допированный фтором, играющий роль прозрачного токопроводящего электрода .

Сущность совершённого открытия заключается в использовании поликристаллического перовскитоподобного соединения свинца – CH3 NH3 PbI3 – в качестве сенсибилизатора и медиатора (проводника «дырок»). Данный материал практически химически осаждается – не просит вакуумных установок – на поверхности мезопористого диоксида титана («шарики» на микрофотографии). Получившийся слоеный пирог имеет толщину около Один микромера (в

Данные, собранные Государственным Институтом Возобновляемой Энергетики (США)

Потребовалось 20 5 лет воистину гиганских усилий (длительное время не удавалось затмить порог в 10%), чтоб 5-6% эффективности преобразования солнечной энергии в электричество перевоплотился в практически 15%!

This is science - обычная и дешёвая солнечная энергетика

Но вольтамперная черта устройства впечатляет:

PCE (Power Conversion Efficiency ) либо эффективность перевоплощения энергии достигнула значения 15%! Это воистину знаменательное событие в промышленности солнечных батарей, за которое, меж иным, Михаэля Гратцеля в ноябре этого года вознаградят одной из популярных премией – премией Марселя Бенуа (Marcel Benoist ), посреди награждённых аж Девять Нобелевских лауреатов.

Кстати, для справки. В Две тыщи девять году Гратцель запустил полупромышленное создание DSSC батарей (для любителей iPad. к примеру). А, по слухам, в Лозанне планируется установить новые высокоэффективные батареи на крыше дворца правосудия…

Теги: