Все рубрики Обратная связь Карта сайта
Версия для слабовидящих
ICOНовостиЭкономика и бизнесИсследования и анализВсе материалы

Ячейка Гретцеля — Википедия

5.12.2011

Цветосенсибилизированные (цветочувствительные) солнечные батареи - фотоэлектрохимические ячейки, в которых используются фоточувствительные мезопористые оксидные полупроводники с широкой запрещённой зоной. Эти ячейки открыты в 1991 году М.Гретцелем (Michael Graetzel) и др.1), по имени которого и получили название ячеек Гретцеля.

Солнечные батареи этого типа многообещающи, поскольку изготавливаются из дешёвых материалов и не требуют сложной аппаратуры при производстве. Ячейки имеют простую структуру, состоят из двух электродов и йодсодержащего электролита. Один электрод состоит из высокопористого насыщенного красителем диоксида титана ( TiO2), нанесённого на прозрачную электропроводящую подложку. Другим электродом является просто прозрачная электропроводящая подложка. Работа ячейки часто сравнивается с фотосинтезом, поскольку оба процесса используют окислительно-восстановительную реакцию, протекающую в электролите. Эффективность преобразования энергии в ячейке ещё не достигла уровня кремниевых солнечных батарей. В настоящее время она составляет около 10%. Теоретически возможно достичь уровня в 33%.

Солнечный свет поступает сквозь электропроводящий стеклянный электрод, насыщенный красителем, где поглощается. Когда краситель поглощает свет, один из электронов его молекулы переходит из основного состояния в возбуждённое состояние. Это явление называется «фотовозбуждение». Возбуждённый электрон перемещается от красителя в зону проводимости TiO2. Переход происходит очень быстро; он занимает только 10−15секунды. В TiO2 электрон диффундирует через TiO2-плёнку, достигает стеклянного электрода и далее по проводнику стекает во второй электрод. Молекула красителя с потерей электрона окисляется. Восстановление молекулы красителя в первоначальное состояние происходит путём получение электрона от йодид-иона, превращая его в молекулу йода, которая в свою очередь диффундирует к противоположному электроду, получает от него электрон и снова становится йодид-ионом. По такому принципу цветосенсибилизированная солнечная батарея преобразует солнечную энергию в электрический ток, протекающий по внешнему проводнику.

В качестве альтернативы традиционной неорганической фотоэлектроэнергетике, цветосенсибилизированные солнечные батареи используют слой инкапсулированных частиц в сочетании с высокопроводящей ионной жидкостью. Ионные жидкости, показывающие высокую эффективность конверсии при использовании в этих новых солнечных батареях, термически и химически не стабильны и способны терять эффективность. Но исследователи из Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Лозанна, Швейцария) достигли успеха, используя в качестве новой устойчивой ионной жидкости - 1-этил-3-метилимидазолинтетрацианоборат (EMIB(CN)4), достигли уровня эффективности преобразования энергии 7% при полной освещённости даже после термического или светового старения.

Для подтверждения химической и термической стабильности их солнечных батарей исследователи подвергали устройство нагреванию до 80 °C в темноте на протяжении 1000 часов, а затем на свету при 60 °C в течение тех же 1000 часов. После нагревания в темноте и на свету 90% исходной фотоэлектрической эффективности сохранилось - впервые такая превосходная термическая стабильность наблюдалась для жидкого ионного электролита с высокой эффективностью конверсии. В противоположность кремниевым солнечным батареям, чья производительность падает с ростом температуры, цветосенсибилизированные солнечные батареи испытывают лишь незначительное изменение, когда их температура возрастает от комнатной до 60 °C.

Технология тонкопленочных солнечных элементов с применением ТіО2, на базе которых можно делать существенно более емкие и дешевые солнечные батареи для использования на массовом рынке. Ячейка с использованием покрития диоксила титана.

[править] Ссылки M. Graetzel Сенсибизизатор переноса заряда с высокомолярным коэффициентом затухания и его применение в цветосенсибилизированных солнечных батареях 1)Brian O'Regan & Michael Graetzel, Nature, 353 (24), 737 - 740 (24 October 1991). A. Kay, M. Gratzel, J. Phys. Chem. 97, 6272 (1993). G.P. Smestad, M. Gratzel, J. Chem. Educ. 75, 752 (1998).madarchod [править] Внешние ссылки Солнечные батареи за бесценок - Интервью 2006 года с изобретателем Michael Gratzel для TechnologyReview Швейцарцы создали рекордные солнечные ячейки на красителях - Новая панель обладает зелёным оттенком — она поглощает участок спектра с наибольшей энергией.

Источник: ru.wikipedia.org

Физика машин - Солнечная энергия

Несмотря на перспективы повышения эффективности использования традиционных видов топлива, а также поиски новых месторождений угля и нефти, эти энергетические ресурсы заведомо ограничены. Наступит день, и не в таком далеком будущем, когда ни уголь, ни нефть не смогут обеспечить потребности человечества в энергии.

9.12.2011
Атомная энергетика. Конечно, АЭС

Энергия - основа существования человечества. Все сферы деятельности человека, все блага цивилизации требуют расхода энергии.

В наше время атомная энергия используется в различных отраслях экономики. Военные строят мощнейшие подводные лодки и надводные крейсеры, работающие на ядерной энергии. Мирный атом участвует в поисках различных полезных ископаемых. Радиоактивные изотопы широко применяются в сельском хозяйстве, медицине и биологии, освоении космоса.

12.12.2011
Нетрадиционные возобновляемые источники энергии и местные виды топлива

Собственными традиционными энергоресурсами наша республика обеспечена менее чем на 20 %. Поэтому одной из стратегических задач развития экономики Беларуси является сокращение импорта энергоносителей. Решение этой задачи возможно посредством активизации применения в сельскохозяйственном производстве страны альтернативных источников энергии и местных видов топлива. Освоение и эффективное использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии имеет принципиальное значение, поскольку в ближайшей перспективе именно они представляют реальный потенциал местных топливно-энергетических ресурсов, которые могут быть рационально вовлечены в экономику страны и способствовать повышению энергобезопасности республики.

12.12.2011
Все статьи

Комментарии

В мире

137 274 411 548 685 685