نرگیس فیرتینا-22 دسامبر 2022، سلول های خورشیدی Grätzel به رکورد جدیدی دست یافتند
سلول های خورشیدی حساس شده با رنگ مزوسکوپی (DSCs)، که اغلب به عنوان سلول های معروف گراتزل شناخته می شوند، 32 سال پیش توسط برایان اورگان و مایکل گرتزل ساخته شدند. DSCها از حساس کننده های نور برای تبدیل نور به الکتریسیته استفاده می کنند.
به گزارش یورونیوز، محققان دانشگاه پلی‌تکنیک فدرال لوزان (EPFL) راهی برای ایجاد حساس‌کننده‌های نوری شفاف، مولکول‌هایی که می‌توانند توسط نور فعال شوند و نور را در کل طیف نور مرئی جذب کنند، کشف کرده‌اند. نسخه های قبلی DSC ها تا حد زیادی به نور مستقیم خورشید وابسته بودند.
دانشمندان در بیانیه مطبوعاتی توضیح دادند: «یافته‌های ما راه را برای دسترسی آسان به DSCهای با کارایی بالا هموار می‌کند و چشم‌اندازهای امیدوارکننده‌ای را برای کاربردهایی مانند منبع تغذیه و جایگزینی باتری برای دستگاه‌های الکترونیکی کم‌مصرف که از نور محیط به عنوان منبع انرژی خود استفاده می‌کنند، ارائه می‌دهد.
پنل های خورشیدی شفاف چیست؟
DSC ها را می توان با قیمت مناسب، نیمه شفاف، خم شدنی و در رنگ های مختلف ساخت. نورگیرها، گلخانه ها و نماهای شیشه ای در حال حاضر از این پنل های خورشیدی شفاف استفاده می کنند. مرکز کنوانسیون SwissTech اولین مرکز عمومی بود که از فناوری DSC در سال 2012 استفاده کرد.
علاوه بر این، گجت‌های الکترونیکی قابل حمل مانند هدفون و کتاب‌خوان‌های الکترونیکی، و همچنین اینترنت اشیا، به لطف فروش تجاری نسخه‌های سبک وزن و انعطاف‌پذیر DSC، اکنون می‌توانند از نور محیط برای تولید برق استفاده کنند.
به گفته محققان گروه های EPFL گراتزل و آندرس هاگفلد، بسته بندی دو مولکول رنگ حساس کننده نور جدید اکنون می تواند برای بهبود عملکرد فتوولتائیک DSC بهبود یابد.
حساس‌کننده‌های نوری جدید وقتی با هم استفاده می‌شوند می‌توانند نور را به صورت کمی در کل طیف مرئی جمع‌آوری کنند. روش جدید مستلزم پیش جذب یک لایه از مشتقات هیدروکسامیک اسید بر روی سطح مزوپور نانوکریستالی دی اکسید تیتانیوم است. این امر جذب دو حساس کننده را کند می کند و به لایه ای از حساس کننده اجازه می دهد تا در سطح دی اکسید تیتانیوم رشد کند که به خوبی مرتب و متراکم است.
روشی برای جذب نوری
این روش DSCهایی را با دو یا چند رنگ مجزا تولید می کند که جذب نوری مکمل را نشان می دهند. این یک فرآیند ساخت شیمیایی است. از آنجایی که ممکن است حساس‌سازی برای ترکیب رنگ‌هایی که می‌توانند نور را از سراسر طیف نور جذب کنند، استفاده شود، بازده تبدیل توان DSCها را به سمت سطوح رکوردشکنی سوق داده است. با این حال، گاهی اوقات به دلیل طراحی مولکولی، سنتز و غربالگری که برای شناسایی رنگ ایده آل مورد نیاز است، حساسیت ناکارآمد نشان داده شده است.
با استفاده از این روش، تیم توانست برای اولین بار DSC ها را با راندمان تبدیل توان 15.2 درصد در نور خورشید شبیه سازی شده در سراسر جهان پس از آزمایش پایداری عملیاتی طولانی مدت آنها به مدت 500 ساعت ایجاد کند. راندمان تبدیل توان بین 28.4 درصد و 30.2 درصد در طیف گسترده ای از شدت نور محیط با پایداری استثنایی با گسترش سطح فعال تا 2.8 سانتی متر مربع بود.
این یافته ها در 26 اکتبر در Nature منتشر شد.
