Как японские учёные над солнечными батареями колдовали

… и что из этого всего получилось.

Всем нам известно, что солнце представляет собой источник очень многообещающей формы возобновляемой энергии. И солнечные батареи — это, конечно, замечательное изобретение современности. Но пока они ещё не каждому доступны из-за своей цены. Но на помощь приходят органические красители.

Обычно, солнечные батареи абсорбируют солнечный свет с помощью своего покрытия — органических красителей. Красители находятся на поверхности наночастиц диоксида титана, где они после процесса абсорбации солнечного света конвертируют энергию в электричество, которое сюда оставляют наночастицы диоксида титана. Здесь они заменяют дорогой кремний и редкоземельные элементы.



Традиционно та сторона батареи, которая призвана собирать солнечные лучи, покрывается прозрачными электродами ITO, которые выводят электричество за пределы батарейки посредством снятия носителя зарядов с диоксида титана. Но ITO обладает некоторыми недостатками, они хрупкие и очень быстро трескаются. Кроме того, тонкая плёнка электрода легко царапается, что приводит устройство в полную негодность.

И при всём при этом основным его недостатком остаётся высокая цена. Иногда она может достигать 60% от цены всего устройства. Кроме того, с каждым днём индий дорожает всё больше, что опять же влияет на стоимость солнечной батареи.

Но учёным из сингапурского Агенства по науке, технологиям и исследованиям ASTAR удалось снизить стоимость солнечной батареи ещё немного. Чжаохун Хуану вместе с коллегами добились этого посредством замены оксидного индий-оловяного электрода (ITO) углеродными нанотрубками. Они являются гибким, прочным и практически прозрачным материалом.

И вроде, выход найден, но пока у нового материала тоже есть недостаток, который учёные ещё не могут устранить. Всё дело в носителях фотосгенерированных зарядов в этих трубках, которые способны к рекомбинациям ионов в растворе красителя, а это способствует значительному уменьшению эффективности конверсии.



Учёные попытали решить эту проблему с помощью размещения тонкой плёнки диоксида титана между пористым слоем и углеродными нанотрубками. И пока этот эксперимент показал положительный результат. Эффективность батареи действительно улучшилась. Но её доля слишком мала: всего 1,8%. Такой показатель, конечно, не способен конкурировать с традиционным ITO-электродом.

Виной всему оказалась резистентность которая превышает оптическую прозрачность углеродных нанотрубок. Такое соотношение ограничивает количество солнечного света, который попадает в фотоэлектрическую ячейку. И как с этим бороться — пока не понятно.

Но китайские учёные не собираются останавливаться на достигнутом и планируют продолжать искать решение, которое поможет им повысить проводимость и оптическую прозрачность углеродных нанотрубок.

Будем надеяться, что у них всё получится. Тем более, что на подходе новая идея: заменить нижний платиновый электрод точно такими же нанотрубками. Но об этом пока — никому…
  • 0
  • 18 июня 2012, 18:46
  • Lesya

Комментарии (0)

RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Вход или Регистрация

Вход без регистрации

При наличии аккаунта в: