Земля в течении одного часа получает большее количество солнечной энергии, чем человечество в настоящее время способно употребить за год. По крайней мере, так утверждают ученые из Канадского Университета Квебек в Монреале (UQAM). Такое большое количество солнечной энергии остается неиспользованным. Почему же? Потому, что солнечные панели слишком неэффективны и дороги при массовом выпуске. Однако профессор Марсан (Benoît Marsan) из Канадского Университета Квебек в Монреале (UQAM) утверждает, что впервые за 20 лет исследователи придумали новый принцип создания эффективных и недорогих солнечных батарей, которые бы могли поставлять человечеству океаны энергии.
- Изобретение профессора Марсана (Benoît Marsan) основывается на работе профессора Михаеля Гретцел (Michael Graetzel) из Федеральной Политихнической Школы Лозанны в Швейцарии (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne in Switzerland), проделанной в начале 90-х годов. Профессор Михаель Гретцел (Michael Graetzel) разработал так называемые ячейки на основе сенсибилизированных красителей, которые до сих пор считаются одним из наиболее перспективных технологий создания солнечных батарей. Сердце батареи — наночастицы диоксида титана, покрытые молекулярным красителем, который поглощает солнечный свет примерно так же, как хлорофилл в листьях. Диоксид погружён в электролит, и этот «сэндвич» венчает катализатор на основе платины.
-
По аналогии с щелочными аккумуляторами здесь анод (диоксид титана) и катод (платина) расположены по обе стороны от жидкого проводника. Свет проходит через полупрозрачный катод и электролит, а на аноде генерирует электроны, которые бегут к катоду по внешней цепи.
Почти все материалы тут недороги, за исключением платины, которая к тому же непрозрачна, и даже тонкое её покрытие задерживает часть лучей. Но есть и другие проблемы: применяемый электролит агрессивен (что сокращает срок службы устройства), ярко окрашен (это уменьшает долю света, используемого по назначению) и не позволяет генерировать напряжение больше 0,7 вольта.
От всех этих недостатков прежней схемы и сумел избавиться Марсан. Он и его коллеги создали подходящий для «сенсибилизированной» батареи электролит-гель, который неагрессивен, прозрачен и позволяет поднять напряжение ячейки. А в катоде такой батареи учёным удалось заменить платину на эффективный, простой в производстве и намного более дешёвый сульфид кобальта.
Партнёры по исследованию разработали и построили несколько опытных солнечных батарей по новым принципам. Они показали КПД 6,4–6,5%. Это немного даже по меркам серийных ячеек, но всё ещё очень заманчиво, учитывая потенциальную дешевизну таких устройств при массовом выпуске.