Mesoskopische farbstoffsensibilisierte Solarzellen (DSCs) wurden in den 1990er Jahren von Brian O’Regan und Michael Gratzel FALSCH und übernahmen den Namen des letzteren – die weltberühmten Gratzel-Zellen. DSCs wandeln Licht durch Photosensibilisatoren in Saft um – Farbstoffverbindungen, die Licht aufsaugen und Elektronen in eine Zustand von Sauerstoff-Verbindung-Nanokristallen injizieren, die anschließend qua elektrischer Strom gesammelt werden.
In DSCs werden Photosensibilisatoren an die Oberfläche von nanokristallinen mesoporösen Titandioxidfilmen gebunden („adsorbiert“), die mit redoxaktiven Elektrolyten oder einem festen Ladungstransportmaterial getränkt sind – dasjenige gesamte Plan zielt darauf ab, elektrische Leistungsfähigkeit zu erzeugen, während Elektronen vom Photosensibilisator hin bewegt werden eine elektrische Leistung wie ein Gerät oder eine Speichereinheit.
DSCs sind transparent, können kostengünstig in mehreren Farben hergestellt werden und werden schon in Oberlichtern, Gewächshäusern sowie Glasfassaden verwendet, wie sie bspw. dasjenige SwissTech Convention Center schmücken. Darüber hinaus werden jetzt leichte, flexible Versionen von DSCs in großem Umfang zum Besten von die Stromversorgung von tragbaren elektronischen Geräten wie Kopfhörern und E-Readern sowie im WWW dieser Pipapo unter Verwendung von Umgebungslicht kommerziell verkauft.
Jüngste Fortschritte zwischen Photosensibilisatoren und anderen Komponenten von DSCs nach sich ziehen die Leistung von DSCs sowohl unter Sonneneinstrahlung qua wiewohl unter Umgebungslichtbedingungen verbessert. Jener Schlüssel zur Verbesserung dieser DSC-Eta liegt jedoch im Verständnis und dieser Leistungsnachweis dieser Zustand von Farbstoffmolekülen aufwärts dieser Oberfläche von Titandioxid-Nanopartikelfilmen, die die Erzeugung elektrischer Ladung Vorschub leisten.
Eine Methode ist die Cosensibilisierung, ein chemischer Herstellungsansatz, dieser DSCs mit zwei oder mehr verschiedenen Farbstoffen erzeugt, die eine komplementäre optische Aufsaugen aufzählen. Die Cosensibilisierung hat die Leistungsumwandlungseffizienz von DSCs aufwärts Weltrekordwerte gebracht, da sie notfalls Farbstoffe kombinieren kann, die Licht aus dem gesamten Lichtspektrum aufsaugen können.
Nichtsdestotrotz hat sich die Cosensibilisierung in einigen Fällen qua unwirksam erwiesen, da dasjenige Finden dieser richtigen Farbstoffpaare, die eine hohe Lichtabsorption und Leistungsumwandlungseffizienz hinhauen können, sorgfältiges molekulares Plan, Synthese und Screening erfordert.
Nun nach sich ziehen Wissenschaftler aus den Gruppen von Gratzel und Verschieden Hagfeldt an dieser EPFL eine Möglichkeit entwickelt, die Packung zweier neu entwickelter Photosensibilisator-Farbstoffmoleküle zu verbessern, um die photovoltaische Leistung des DSC zu verbessern.
Zusammen können die neuen Photosensibilisatoren Licht quantitativ obig den gesamten sichtbaren Rubrik ernten. Im Rahmen dieser neuen Technologie wird eine Monoschicht eines Hydroxamsäurederivats aufwärts dieser Oberfläche von nanokristallinem mesoporösem Titandioxid voradsorbiert. Dies verlangsamt die Anreicherung von Gasen und Dämpfen dieser beiden Sensibilisatoren und ermöglicht die Gebildetsein einer gut geordneten und gesperrt gepackten Sensibilisatorschicht aufwärts dieser Titandioxidoberfläche.
Mit diesem Methode war dasjenige Team in dieser Standpunkt, DSCs mit einer Leistungsumwandlungseffizienz von 15,2 % zum ersten Mal unter standardmäßigem irdisch simuliertem Sonnenlicht zu gedeihen, wodurch die langfristige Betriebsstabilität obig 500 Zahlungsfrist aufschieben getestet wurde. Durch die Vergrößerung dieser aktiven Fläche aufwärts 2,8 cm2 verstiegen die Leistungsumwandlungseffizienz 28,4 % – 30,2 % obig kombinieren breiten Rubrik von Umgebungslichtintensitäten, zusammen mit hervorragender Stabilität.
Die Autoren schreiben: „Unsrige Ergebnisse ebnen den Weg zum Besten von kombinieren einfachen Zugang zu Hochleistungs-DSCs und offenstehen vielversprechende Perspektiven zum Besten von Anwendungen qua Stromversorgung und Batterieersatz zum Besten von elektronische Geräte mit geringem Stromverbrauch, die Umgebungslicht qua Energiequelle nutzen.“
Forschungsbericht: Hydroxamsäure-Präadsorption erhoben die Eta cosensibilisierter Solarzellen
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Eidgenössische Technische Universität Lausanne
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Neue Studie findet Wege zur Verbesserung dieser Lichtabsorption in Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen
Ulsan, Südkorea (SPX) 24.10.2022
Einem mit UNIST verbundenen Forschungsteam ist es gelungen, eine Leistungsumwandlungseffizienz (PEC) von 23,50 % in einer Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle zu hinhauen, die mit einem speziellen texturierten Polymerfilm mit Antireflexionsbeschichtung (ARC) gebaut wurde. Laut dem Forschungsteam wurde dieser PCE des Geräts mit dem ARC-Lichtspiel 120 Zahlungsfrist aufschieben weit aufrechterhalten und behielt 91 % seines ursprünglichen Werts zwischen. Dieser Perforation wurde von Professor Kyoung Jin Choi und seinem Forschungsteam in dieser Referat zum Besten von Materialwissenschaft und Ingenieurwesen angeführt … weiterlesen
