Brian O’Regan i Michael Grätzel zaprojektowali w latach 90. tzw. ogniwa słoneczne uwrażliwione barwnikiem, zwane skrótowo DSC.
Przekształcają one światło w energię elektryczną dzięki barwnikom, które absorbują światło i wprowadzają elektrony do układu nanokryształów tlenku. Są one następnie gromadzone w postaci prądu elektrycznego. Na przestrzeni lat technologia doczekała się usprawnień, o czym możemy się przekonać za sprawą nowych doniesień.
Czytaj też: Panele słoneczne na polach. Tak radzą sobie rolnicy
Stoją za nimi naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie, którzy zwiększyli sprawność konwersji energii w ogniwach słonecznych typu DSC powyżej 15% w bezpośrednim świetle słonecznym i 30% w warunkach oświetlenia otoczenia. O szczegółach sprawy możemy przeczytać na łamach Nature.
Jakie są korzyści związane z tego typu ogniwami? DSC są przezroczyste, mogą być wytwarzane w wielu kolorach przy niskich kosztach i są już stosowane w świetlikach, szklarniach, a także szklanych elewacjach. Lekkie, elastyczne wersje DSC są również sprzedawane na dużą skalę do zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych.
Ogniwa słoneczne typu DSC zostały usprawnione przez naukowców ze Szwajcarii
Jak się okazuje, podstawą zwiększenia wydajności DSC jest zrozumienie i kontrola rozmieszczenia cząsteczek barwnika na powierzchni warstw nanocząstek dwutlenku tytanu. To właśnie one napędzają generowanie ładunków elektrycznych. Naukowcy ze Szwajcarii opracowali sposób na poprawę upakowania dwóch nowo zaprojektowanych cząsteczek barwnika, aby zwiększyć ostateczną wydajność DSC. Nowa technika polega na wstępnym zaadsorbowaniu monowarstwy pochodnej kwasu hydroksamowego na powierzchni nanokrystalicznego mezoporowatego dwutlenku tytanu.
Czytaj też: Ile energii wyprodukuje największa na świecie elektrownia słoneczna?
W efekcie udało się osiągnąć sprawności konwersji mocy na poziomie 15,2% warunkach standardowego światła słonecznego. Zwiększenie powierzchni czynnej do 2,8 cm2 zwiększyło sprawność konwersji na poziomie 28,4% – 30,2% w szerokim zakresie natężenia światła otoczenia przy zachowaniu wyjątkowej stabilności.
