Разработаны ячейки на органических красителях с эффективностью 26%

Начинающей компании G24 Innovations из Уэльса удалось достичь рекордного показателя эффективности фотоэлектрических элементов, выполненных на основе органических красителей. В настоящее время разработчики видят применение своих устройств в мобильных гаджетах, строя одновременно стратегию внедрения в большую энергетику.

Разработанная технология призвана обеспечивать энергией небольшие мобильные устройства, поэтому учитывала все тонкости использования таких устройств в различных условиях. Прежде всего, идеальные условия эксплуатации фотоэлектрических элементов в данном случае не могут быть приняты за цель, поскольку в условиях дома или офиса быть выполнены просто не могут.

Классическая ячейка Гретцеля отличается простотой и низкой стоимостью используемых в ней компонентов, однако добиться в ней эффективности, приближенной к отметке двадцать шесть процентов до настоящего времени не удавалось.

Ячейки Гретцеля представляют собой фотоэлектрические элементы, основным рабочим компонентом в которых являются органические красители. Они являются цветочувствительными (цветосенсибилизированными) фотоэлектрохимическими ячейками, в чем, собственно, и заключается их отличие от традиционных органических и кремниевых фотоэлементов. В конечном счете, такие ячейки выгодно отличаются от вышеупомянутых фотоэлектрических элементов ценой, поскольку производственный процесс подразумевает использования доступного оборудования. По своей структуре ячейки просты: состоят из йодосодержащего электролита и пары электродов. Один из электродов находится на прозрачной электропроводящей подложке и выполнен из диоксида титана TiO2. В качестве другого электрода выступает сама подложка, выполненная из прозрачного проводящего материала.

Принцип работы таких фотоэлектрических элементов во многом схож с естественным процессом фотосинтеза, поскольку в обоих случаях окислительно-восстановительные реакции протекают в электролите. Ранее эффективность солнечных элементов данного типа едва дотягивала до пятнадцати процентов, в то время, как расчетные теоретические лимиты составляют порядка тридцати пяти процентов. Основным сдерживающим фактором практической реализации ячеек является их низкая устойчивость к отрицательным температурам – при низких температурах электролитические растворы замерзают, что приводит к выходу из строя устройства. В то же время, такие ячейки отличаются способностью функционирования при относительно высоких температурах и не снижают эффективности вплоть до достижения отметки в шестьдесят градусов Цельсия.

Компания производитель в настоящее время патентует разработанный состав электролита и красителя, которые обеспечивали их фотоэлектрическим ячейкам рекордную эффективность. Примечательно, что рекордные показатели были достигнуты в совершенно необычных условиях – свет флуоресцентной энергосберегающей лампы GE Polylux 827, светимость которой достигает 200 лк, необходимо было преобразовать в электрическую энергию. При этом разработанное устройство смогло получить 16.8 мВт энергии. По словам специалистов, эффективности новых фотоэлектрических ячеек уже сегодня достаточно для полного автономного энергообеспечения экономных мобильных устройств и беспроводных девайсов. Для сглаживания световых перепадов в таких устройствах планируется использовать конденсаторы уникальной конструкции. Впечатляющие показатели, учитывая что технология все еще находится в зародыше.

Уже сегодня компания занимается промышленным выпуском беспроводных клавиатур, которые способны работать от офисного освещения, в том числе и искусственного, не нуждаясь при этом в дополнительном источнике энергии.

Однако в случае с литиевыми батареями и современными производительными гаджетами, характеристик новых ячеек недостаточно для обеспечения полной энергетической автономности. Тем не менее, уже на текущем уровне развития технологии, фотоэлектрические ячейки способны в полтора, а в некоторых случаях и в два, раза увеличить автономное время работы мобильных устройств.

Авторы новейшего электролита для фотоэлектрических ячеек не намерены останавливаться на достигнутом результате. В настоящее время ими проводятся масштабные исследования, целью которых является создание фотоэлектрических ячеек, способных работать при отрицательных температурах. Если цель будет достигнута, ячейки Гретцеля получат билет в большую энергетику.{odnaknopka}

Добавить комментарий