На базе японского Национального Института Передовой
Прикладной Науки и Технологии (National Institute of Advanced
Industrial Science and Technology, AIST) создан высокоэффективный
солнечный элемент, сенсибилизированный органическим красителем
(dye-sensitized solar cell, DSSC).
Эта технология предлагает решение двух задач инженерии солнечных
элементов: сложностей, связанных с получением кремния высокой степени
чистоты и проблемы дороговизны традиционных кремниевых
фотоэлектрических устройств. Новая разработка позиционируется как
инновационная технология создания фотовольтаических элементов, и ее
коммерциализация должна существенно понизить на рынке стоимость
солнечных элементов.
Предшественник сенсибилизируемого
органическим красителем солнечного элемента
Структура
органического сенсибилизирующего агента MK-2: молекула содержит
электрон-донорный (карбазол) и электрон-акцепторный (цианакриловая
кислота) фрагменты, разделенные в пространстве несколькими
гексилтиофеновыми группами.
Предыдущее поколение солнечных элементов на основе сенсибилизирующих агентов (dye-sensitized solar cell, DSSC)
содержит рутениевый комплекс, что вносит основной вклад в стоимость их
производства. Новые DSSC устройства не содержат рутения. Также в
качестве электродноактивных компонентов в них используется ионная
жидкость (ionic liquid, IL – жидкость, содержащая
только ионы, здесь могут использоваться иодиды имидазола или
электролитные редокс-системы, содержащие йод), которая обеспечивает
более высокую продолжительность стабильной работы элемента (2000 часов
против 100 часов для рутениевых элеметов на основе электролитов,
содержащих летучие органические растворители ).
Эффективность конверсии солнечной энергии в электрическую в новых
элементах составляет 7.6%, и это рекордная величина для элементов,
использующих ионные жидкости. Разработчики ожидают, что внедрение таких
элементов в рынок будет прорывом в использовании солнечной энергии. |