Исследователи из США решили 20-летнюю проблему недорогих солнечных батарей. Недавно изобретенные солнечные батареи швейцарского ученого Гретцеля позволили дешево производить электроэнергию, но большой проблемой явилась их коммерческая невыгодность. Теперь, ученые из Северо-Западного университета (Northwestern University), штат Иллинойс, разработали новую устойчивую версию конструкции солнечных батарей, которая не протекает и не содержит токсических веществ как предыдущая, но все равно остается рентабельной.
До сих пор, открытые Гретцелем солнечные батареи содержали краситель с чувствительным электролитом, который был создан из органической жидкости, и мог протекать, вызывая коррозию.
Почти таким же способом как хлорофилл у растений, краситель, поглощая солнечный свет, превращает его в электричество. В течение двух десятилетий ученые искали способ продлить жизнь солнечных батарей на срок больший 18 лет и сделать их коммерчески жизнеспособными.
Эксперт по нанотехнологиям из Северо - Западного университета Роберт Чанг пригласил химика Меркури Канатзитиса, чтобы вместе решить эту проблему. Химик использовал новый материал электролита, который ранее всегда использовали в жидком состоянии, а теперь он превратил его в твердое тело, делая солнечные батареи более устойчивыми. Новое, тонкопленочное соединение, состоит из CsSnI3 – соединение олова, цезия и йода.
Профессор Канатзитиса объяснил, что: « Разработанные профессором Гретцелем, солнечные батареи, похожи на лампочку без вольфрамовой проволоки. А мы создали прочный новый материал, что делает открытие Гретцеля лучше. Он твердый, а не жидкий, поэтому не может протечь или вызвать коррозию». Полный текст доклада исследователей был опубликован в журнале Nature. Его главными авторами выступили профессор Канатзитис, Чарльз и Эмма Моррисон и профессор Чанг, специализирующийся в материаловедении и инженерии в Школе Маккормик инженерных и прикладных наук.
Профессор Чанг сказал, что солнечные элементы могут быть разработаны с еще большей производительностью и эффективностью, чем те, что есть сейчас. В настоящее время они имеет высокий показатель эффективности - 10,2%, что по сравнению с 12% известной максимальной производительности оригинальной батареи Гретцеля не так уж и плохо.
В новых солнечных элементах используются наночастицы диоксида титана и молекулы красителя CsSnI3, который формирует соединение между полупроводниками. Таким образом топливные брикеты, которые сейчас активно используются в энергетике со временем будут уменьшать свое влияние на поддержание энергоэффективности рынка.
Одна солнечная батарея имеет размер 0,5*0,5 см и составляет около 10 микрон. В новой модели все происходит аналогично тому, как реагируют и краски, когда растворитель испаряется, а твердая часть остается. Краситель, который поглощает солнце и преобразует его в электричество фотонов, расположен между двумя полупроводниками.
Наночастицы около 20 нанометров в диаметре, что повышает площадь поверхности и делает возможным, чтобы поток жидкости протекал через достаточное пространство и образовывал крепкие связи.
Профессор Чанг говорит, что это только начало разработки и многие другие параметры в солнечных элементах, могут быть улучшены. Следующий этап заключается в создании большого массива из солнечных батарей.
Министерство энергетики США и Национальный научный фонд поддержали исследования в сфере энергетики и устойчивого развития в Северо-Западном Институте штата Иллинойс.
Исследователи из США решили 20-летнюю проблему недорогих солнечных батарей. Недавно изобретенные солнечные батареи швейцарского ученого Гретцеля позволили дешево производить электроэнергию, но большой проблемой явилась их коммерческая невыгодность. Теперь, ученые из Северо-Западного университета (Northwestern University), штат Иллинойс, разработали новую устойчивую версию конструкции солнечных батарей, которая не протекает и не содержит токсических веществ как предыдущая, но все равно остается рентабельной.
