Новые группы берут тепло

Молекулы краски

Провидцы солнечной энергии долго мечтали о солнечных батареях, которые являются дешевыми, эффективными, и достаточно выносливыми для противостояния неустанному теплу разгара лета солнце. Несмотря на то, что различные солнечные батареи встречаются один или два из требований, прибивание всех трех оказалось неуловимым. Теперь, исследователи сообщают об улучшенной клетке, которая просто могла бы добиться цели.

Двенадцать лет назад химик Майкл Грэцель из швейцарского федерального Технологического института в Лозанне и коллег ввел «делавшие чувствительным краской» солнечные батареи. В их ядре сеть диоксида титана (TiO2) частицы, каждый просто несколько десятков миллимикронов через, покрытый мембраной органического красителя.

Молекулы краски абсорбируют свет и затем быстро передают возбужденные электроны к соседней частице TiO2, где электроны участвуют в гонках через сеть частицы к электроду. Другой электрод тогда кормит низкоэнергетическими электронами раствор ионов, переправляющих нагрузки назад к молекулам краски, позволяя циклу повториться.

Лучшее такие клетки может преобразовать больше чем 10% энергии в фотонах в электричество, впечатляющий уровень.Но когда клетки нагреваются, вещи могут быстро пойти не так, как надо.

Молекулы краски могут упасть с частиц TiO2 и распасться в крошечные карманы воды, просочившиеся в клетку. Стандартные электролитические растворы ломаются и выпускают газ двуокиси углерода, который может расти и разорвать клетки.

Бригада Грэцеля надеялась решать обе проблемы одновременно. Во-первых, исследователи пометили каждую молекулу с парой длинных углеводородных цепей. Масляные придатки сделали краски чрезвычайно гидрофобными и поэтому менее вероятными распасться в горячей воде.

И для электролита, бригада Грэцеля повернулась к «ионной жидкости», которая стабильна до 170°C. Вместе, изменения произвели клетки со значительной 6%-й эффективностью и помогли им вынести в 80°C в течение 1 000 часов при потере только крошечной части их производительности, отчетов бригады в выпуске 18 мая Материалов Природы.

Если технология оказывается прочной и надежной, она могла бы произвести солнечные клетки по просто одной пятой стоимость стандартных кремниевых панелей, говорит Рассел Годиана, руководитель исследования в Konarka Technologies Лоуэлла, Массачусетс. Это все еще оставляет солнечную энергию более дорогой, чем электричество от большого угольного растения, но это помогло бы промышленности преодолеть разрыв с ветряными двигателями и другими конкурирующими источниками чистой энергии.

5 комментариев

Добавить комментарий