Сенсибилизированные красителем солнечные элементы станут конкурентами обычным фотоэлементам

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC-элементы) имеют много преимуществ перед своими «коллегами», изготовленными на основе кремния. DSSC-элементы отличаются прозрачностью, более низкой стоимостью изготовления, а также более высокими показателями преобразования света в электричество в пасмурную погоду или при искусственном освещении.

Однако, при ярком солнечном свете DSSC проигрывают в эффективности преобразования кремниевым солнечным элементам, главным образом, за счет падения напряжения во время регенерации сенсибилизирующего красителя. Но недавно исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали новую двухступенчатую технологию изготовления твердых DSSC-элементов, производительность которых увеличена до рекордных 15 процентов без потери стабильности.

В новом твердотельном солнечном элементе сенсибилизированного красителем используется материал перовскит (CaTiO3). Однако, нанесение перовскита непосредственно на металл-оксидную пленку не дало значительных результатов в эффективности преобразования, за счет больших различий в морфологической структуре полученного DSSC-элемента.

Исследователи из EPFL решили эту проблему, разработав двухступенчатый процесс изготовления солнечного элемента. На первом этапе одна часть перовскита депонируется (осаждается) в отверстия металл-оксидной подложки. На втором этапе депонированная часть перовскита опускается в жидкость, в которой растворена вторая часть этого материала. При этом оба материала мгновенно реагируют друг с другом, образуя светочувствительный пигмент, который позволяет лучше контролировать морфологию солнечного элемента.

Благодаря новому технологическому процессу изготовления, DSSC-элементы могут преобразовывать солнечный свет в электричество с 15-процентной эффективностью, что превышает КПД преобразования обычных солнечных батарей на основе аморфного кремния. Разработчики считают, что данная технология откроет новую эру развития DSSC-элементов, превосходящих по стабильности и эффективности лучшие на сегодняшний день тонкопленочные фотоэлектрические устройства.