Ученые покрыли солнечные панели новым органическим красителем, чтобы они улавливали больше света
Ученые Института органического синтеза имени Постовского Уральского отделения РАН разработали новые органические красители для сенсибилизированных солнечных батарей — более дешевых и простых в изготовлении, нежели классические кремниевые. С новым веществом КПД батарей достигает 4,41%.
Сенсибилизированные солнечные батареи состоят из двух электродов и йодосодержащего электролита, в котором протекает оксилительно-восстановительная реакция. Они не требуют сложных технологий при производстве и рассматриваются как более доступная альтернатива кремниевым батареям. На сегодня КПД сенсибилизированных солнечных батарей составляет 10–15%, кремниевых — 20–26%. Теоретический максимум для первого типа панелей — 33%, для второго — 27%.
Новые красители — сложные органические вещества, содержащие фрагмент тиено[3,2-b]индола (тиено-три-два-бэ-индола) — многокомпонентного соединения, синтезированного по авторской технологии. Это соединение играет роль донора электронов: увеличивает электронную плотность в молекулах красителя, что повышает его проводящие свойства. Процесс синтеза красителя состоит из 7–8 стадий, включающих смешивание, нагрев, фильтрацию, экстрагирование. В итоге получается покрытие, способное поглощать солнечный свет в видимом диапазоне.
Краситель наносится на поверхность диоксида титана, который является полупроводником. За счет этого увеличивается его спектр поглощения: солнечная панель становится способной воспринимать больше солнечного света. Из-за этого увеличивается ее эффективность.
Александр Степарук
Руководитель лаборатории перспективных органических материалов Института органического синтеза УрО РАН
В будущем коллектив ученых планирует усовершенствовать методику и получить еще более эффективные красители.
