Czym są dokładnie ogniwa słoneczne uczulane barwnikiem (ang. dye-sentized solar cell, DSC)? Zaliczane one są do ogniw cienkowartwowych i jak sama nazwa mówi – barwnik pełni w nich główną rolę. Twórcą ogniw DSC są Brian O’Regan i Michael Grätzel, stąd czasami używa się terminu ogniwa Grätzela.
Czytaj też: Ten materiał przypomina plastik i przewodzi prąd niczym metal. Jak się zachowuje?
Zasada działania ogniw jest stosunkowo prosta. Przekształcają one światło w energie elektryczną za pomocą barwnika znajdującego się na warstwie dwutlenku tytanu (TiO2). Ogniwa słoneczne uczulane barwnikiem są bardzo tanie w produkcji, są przezroczyste, więc mogą też pełnić rolę szyb w budynkach, ale również można je zabarwiać na dowolne kolory. Niestety ich sprawność jest mniejsza od innych ogniw cienkowarstwowych.
Jak dotychczas największą sprawność osiągnięto w przypadku ogniw DSC opartego na perowskicie i wynosiła ona wówczas 15 proc. Czy jest szansa na skonstruowanie lepszych instalacji? Okazuje się, że tak.
Rekord sprawności ogniw DSC pobity w Szwajcarii
Naukowcy z Federalnej Politechniki w Lozannie, w Szwajcarii przyjrzeli się warstwowej budowie DSC. Odkryli, że kluczowym czynnikiem do zwiększenia sprawności jest kontrolowanie gromadzenia się barwnika na powierzchni dwutlenku tytanu. W tym celu zastosowali pojedynczą warstwę pochodnej kwasu hydroksamowego, która poprawiła upakowanie barwnika. Wszystko opisują na łamach Nature.
W rezultacie sprawność konwersji światła na energię elektryczną wyniosła 15,2 proc., a w przypadku ogniwa o powierzchni aktywnej 2,8 cm2 były to wartości osiągające aż 28,4 do 30,2 proc. Jest to absolutny rekord w kategorii ogniw DSC.
Czytaj też: Rośnie nowa potęga w branży fotowoltaicznej! W tym kraju energia ze słońca będzie priorytetem
Odkrycie szwajcarskich badaczy otwiera nowe rozdanie w „bitwie” o coraz sprawniejsze ogniwa słoneczne. DSC są obiecującym materiałem nadającym się do urządzeń niskoenergetycznych. Być może ogniwa oparte na nowo odkrytej technologii znajdą się wkrótce w naszych smartwatchach lub w licznych czujnikach i nadajnikach.
