Коли сонячне світло проникає крізь крону лісу, хлорофіл вловлює енергію фотонів. Цей процес надихнув вчених з Норвезького університету природних і технічних наук (NTNU) на створення світлозахлоплюючих барвників для сонячних батарей.
У звичайних кремнієвих сонячних елементах, які можна побачити на дахах будівель, світло потрапляє на один з двох напівпровідникових шарів і звільняє електрони. Їх рух створює електричний струм. Сенсибілізований барвником сонячний елемент (DSSC) працює аналогічним чином. Однак один з напівпровідникових шарів замінюється світлочутливим барвником, замінений на світлочутливий барвник, який поглинає світло і вивільняє електрони.
Сенсибілізовані барвником сонячні елементи, як правило, не так ефективні при перетворенні світла в електрику, як їх кремнієві аналоги. Але вони працюють в умовах низької освітленості, можуть бути прозорими і гнучкими, тому краще підходять для деяких конструкцій. Щоб повністю використовувати переваги DSSC, дослідний проєкт шукає способи підвищити їх ефективність.
У статті, опублікованій в журналі Dyes and Pigments, вчені з NTNU показали, що додавання певної молекули до барвників може поліпшити їх світлозахлоплюючі властивості. Найкраще спрацювало додавання сполук, що містять тіофен – молекул, схожих на бензол, але які містять сірку.
Щоб зібрати світло, барвник повинен діяти як донор і акцептор електронів. Додаючи щось середнє між донором і акцептором, хіміки можуть збільшити кількість світла, що збирається клітинами. У процесі роботи над проєктом, вчені з’ясували, що збільшення кількості світла, сприйманого барвником, не означає, що сонячні елементи будуть працювати краще. Простіше кажучи, ви можете отримати більше електронів, але вони не обов’язково потраплять туди, куди треба.
Підвищення ефективності DSSC усуне головну перешкоду на шляху до їх широкого використання. Зараз найвищий ККД становить близько 12% у порівнянні з 20% для традиційних комерційних кремнієвих сонячних елементів.
Натхнення: hightech.fm