Värvustundlikud Grätzeli päikesepatareid panid paika uue efektiivsusetaloni. Muutes fotoelementide koostist ja värvi, õnnestus EPFLi teadlastel tõsta nende energiat rohkem kui 12 protsendini. Uurimustöö tulemused avaldati teadusajakirjas Science.
Rohelised värvustundlikud päikeseelemendid. Pilt: 011 EPFL
EPFLi teadlased tõstsid oma kuulsa Grätzeli fotoelemendi efektiivsust 12,3 protsendini. See tulemus on võrreldav praegu turul olevate ränipõhiste päikesepaneelide efektiivsusega. Lisaks on langenud selle tehnoloogia kasutuskulud, kirjutab Physorg.com.
Teadlased seadsid endale eesmärgiks suurendada värvustundlike fotoelementide efektiivsust, et toota rohkem elektrit. Selleks asendati tavapärased värvi koostisosad ruteenium ja jood porfüriini ja koobaltiga. See kombinatsioon võimaldas teadlastel suurendada valguse neeldumist ning tõsta seega elektronide vahetamise efektiivsust. Just see elektronide vahetus substraadi ja värvaine vahel ongi see, mis elektrit toodab.
Grätzeli elemendid kopeerivad taimede fotosünteesi protsessi, ning need uued päikesepatareid teevad seda veelgi paremini: uus keemiline koostis annab neile ka rohelise värvuse. See värv suurendab energiat elektriks muundava protsessi efektiivsust: et pealelangevast päikesevalgusest viimast võtta, neelab fotoelement spektri kõige kõrgema energiaga valgust ning ütleb ülejäänust(kaasa arvatud rohelisest valgusest) ära.
Grätzeli fotoelemente saab kasutada painduvate ning läbipaistvate päikesepaneelide valmistamiseks. Need on paljulubavaks alternatiiviks teatud rakendustes, kus tavapäraseid jäiku ränipõhiseid paneele kasutada ei saa. Grätzeli fotoelementide teoreetiline maksimumefektiivsus on 30% – ränipõhistel elementidel vaid 26%.
Teadusartikkel: “Porphyrin-Sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)–Based Redox Electrolyte Exceed 12 Percent Efficiency“