Dodali jeden związek, aby wzmocnić ogniwa fotowoltaiczne. Efekt? Przerósł ich oczekiwania!

Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne są niezwykle obiecującym rodzajem ogniw produkujących energię słoneczną. Jednakże ich stosowanie wiąże się z jednym podstawowym problemem, jakim jest agregacja barwników na elektrodach. Zespół japońskich naukowców dodał do tych ogniw fotowoltaicznych jeden kluczowy związek, który nadspodziewanie zwiększył wydajność jednostek.
Przykładowe barwnikowe ogniwo fotowoltaiczne
Przykładowe barwnikowe ogniwo fotowoltaiczne

Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne (DSSC) stają się coraz popularniejsze na rynku. Głównie z powodu ich potencjału niskokosztowej konwersji promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Ponadto mogą one być produkowane z tańszych materiałów, które będą bezpieczne dla środowiska. Ponadto DSSC swoim działaniem naśladują nieco proces fotosyntezy – to światłoczułe barwniki produkują tutaj energię.

Czytaj też: Wkraczamy w nową epokę! Oto pierwsze perowskitowe ogniwo fotowoltaiczne użyte w takiej skali

Niestety nadal pod względem wydajności DSSC nie mogą się równać klasycznym ogniwom krzemowym. Podstawowym problemem jest agregacja barwników na elektrodach. Japońscy naukowcy z Instytutu Technologicznego Nagoya opublikowali na łamach RSC Advances nową metodę wzmacniania DSSC poprzez dodawanie ciekłych soli do struktury ogniw.

Barwnikowe ogniwa fotowoltaiczne – ciecze jonowe dodają im „mocy”

Jak się okazuje, niektóre ciecze jonowe (lub inaczej sole, które przy niskich temperaturach są stanu ciekłego) mogą skutecznie hamować proces agregacji barwników na powierzchni elektrod zbudowanych z TiO2.

Tomohiko Inomata, jeden ze współautorów badania, tak się wypowiada na temat innowacyjnej metody:

Przestrzennie obszerna struktura molekularna cieczy jonowych działa jak skuteczny środek przeciw agregacji bez znaczącego wpływu na ilość barwnika zaabsorbowanego na elektrodzie. Co najważniejsze, wprowadzenie cieczy jonowej o dłuższej strukturze molekularnej poprawia wszystkie parametry DSSC.

Jest jednak drobne „ale”. Ciekłe sole są substancjami drogimi, co znacząco wpłynie na ogólny koszt produkcji barwnikowych ogniw fotowoltaicznych. Jednakże badacze są przekonani, że dodatkowy nakład finansowy zostanie zrekompensowany podczas samej pracy takiego ogniwa.

Czytaj też: Ogniwo słoneczne o wydajności, jakiej jeszcze nie było. To nowy rekord!

Zresztą uważają oni, że wystarczy nakładać ciecze jonowe jedynie na elektrody, aby zwiększyć wydajność DSSC. Czy nowy środek utoruję drogę do błyskawicznego rozwoju barwnikowych ogniw? Trudno powiedzieć, ale zwiększające się zapotrzebowanie na OZE może spowodować także rozwój DSSC.