Нові прозорі сонячні клітини можуть допомогти вченим створити енергетичні вікна

У документі, опублікованій цього тижня в журналі Nature, дослідники з швейцарської політехніки Федерале де Лозанна деталізують спосіб, яким вони допомогли DSCS Hartest Energy з повного видимого світла спектру. DSCS, тип недороги, тонкої плівки сонячної батареї, використовує фотосенсибілізований барвник, прикріплений до поверхні широкого напівпровідникового зазору для перетворення видимого світла в енергію. Незважаючи на свою фінансову та фізичну практичність, вони не такі ефективні, як звичайні сонячні батареї, що делегує як поглинання світла, так і вироблення енергії напівпровіднику. Це означає, що, хоча вікна, що виробляють енергію, технічно можливі протягом деякого часу, пристрої не варті ресурсів.

Цей новий запис про ефективність може це змінити. Команда в Швейцарії підвищила ефективність DSC, ретельно контролюючи збірку молекул барвника на нанокристалічних мезопористих плівок діоксиду титану (TIO2). Попереднє адсорбування одного шару похідного гідроксамової кислоти на поверхні плівки дозволило вченим покращити молекулярну упаковку та продуктивність двох сенсибілізаторів, розроблених на замовлення. Ці сенсибілізатори були здатні збирати світло з усього видимого спектру.

Під час моделювання стандартної повітряної маси 1,5 сонячного світла - коефіцієнт повітряної маси, як правило, використовується для вимірювання продуктивності сонячних батарей - підвищені DSC досягли ефективності перетворення потужності (PCE) 15,2 відсотка. Враховуючи той факт, що 12,3 відсотка було найвідомішим DSC PCE у 2019 році, ця цифра вражає, особливо коли ви враховуєте, що посилені клітини підтримували експлуатаційну стабільність протягом 500 годин тестування. А ще краще, коли вчені перевірили свої посилені DSC на пристроях з більшою активною площею поверхні, вони досягли новаторського діапазону PCE від 28,4 до 30,2 відсотка.

Команда вважає, що вдосконалені DSC можуть прокласти шлях для енергозабезпечених вікон, ліхтарів та теплиць найближчим часом. Вони навіть могли знайти місце в електронних пристроях з малою потужністю, яке потім використовуватиме навколишнє світло як джерело енергії.