Фотоэлемент Гретцеля-О’Регана

Опубликовано 30.12.2012 Ведущий Антон Панкратов

Основные недостатки современных фоточувствительных полупроводников заключается в высокой цене твердых материалов, и низкой устойчивости жидких органических полупроводников. Вариант решения этой задачи был предложен химиками из Федеральной политехнической школы в Лозанне Майклом Гретцелем и Брайаном О”Реганом. ими был создан новый вид недорогих солнечных элементов на основе фото-сенсибилизированных анодов погруженных в окислительно-восстановительный раствор активного электролита, известный как фотоэлектрохимическая система. Эти сенсибилизированные красителем солнечные элементы, состоят из йодид / трииодида в окислительно-восстановительной паре в летучем растворителе. Он может конвертировать более 12% солнечной энергии в электрическую. Несмотря на высокий КПД и коммерчески удовлетворительную эффективность, эта технология далека от оптимальной. Основные проблемы при ее реализации
• Агрессивность электролита вынуждает изготовлять электроды из химически стойких металлов имеющих высокую цену.
• Жидкое агрегатное состояние электролита создает проблемы надежной герметизации системы
• Максимальный электрический потенциал одного элемента ограничен свойствами материала.
Параллельно ученые производили работы с твердотельной версией такого фотоэлемента, полностью свободного от недостатков жидких фотоэлементов, но имеющий кпд на 3% ниже жидкостных. Этот недостаток компенсируется большим потенциалом напряжения на таком элементе, до 1.2В по сравнению с 0.9В при использовании жидкого электролита.
Внедрение данных элементов значительно упрощается тем, что необходимые для этого химикаты производятся в настоящее время, и широко применяется в быту, например, как компоненты зубной пасты.