Предложен еще один способ улучшения солнечных батарей графеном
Солнечные ячейки, сенсибилизированные красителями (dye-sensitized solar cells, DSC) привлекают пристальное внимание исследователей ввиду их ценовой эффективности по сравнению со стандартными кремниевыми и тонкопленочными технологиями солнечных батарей. Но их проблемой остается низкий коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую.Профессор Мичиганского технологического университета Юнь Хан Ху (Yun Hang Hu) предложил улучшить конструкцию таких ячеек с помощью графена – материала, известного своей высокой электропроводностью.
Ранее, мы уже сообщали о разработке, в которой графеновые нанотрубки заменяли платиновый противоэлектрод ячеек DSC. В новой работе графен предлагается добавлять в тонкий пористый слой диоксида титана, пропитанный органическим красителем. В DSC фотоны выбивают электроны из красителя в диоксид титана, откуда передаются на анод. Группа под руководством профессора Ху обнаружила, что добавка графена увеличивает электропроводность слоя двуокиси титана в полтора раза (на 52,4%), ускоряя перенос электронов в фотоэлектрод.
В Мичиганском технологическом университете также отработана сравнительно надежная методика получения листов диоксида титана с внедренным графеном. Для этого сначала смешиваются порошки оксида графита и TiO2, полученная смесь наносится на подложку (например, стеклянную) и спекается при высоких температурах.
Такой процесс отличается простотой и низкой себестоимостью, однако следует точно соблюдать соотношение компонент. При слишком большой концентрации графена он будет поглощать свет, что уменьшит эффективность работы ячейки.
Результаты исследования представлены на семинаре по системам солнечной энергии, состоявшемся в Каире (Египет).