Ogniwa słoneczne wykorzystujące barwniki zamiast krzemu

Ogniwa słoneczne wykorzystujące barwniki zamiast krzemu

Naukowcy z Massey University w Nowej Zelandii opracowali nowy rodzaj ogniw słonecznych opartych na barwnikach, które nie potrzebują bezpośredniego oddziaływania promieni słonecznych do wytwarzania energii. Materiał, z którego wykonane są nowe ogniwa pozwala na ich integrację z pokryciem dachów, szkłem okiennym, panelami ściennymi, a nawet ubraniem.

Prace nad nowym materiałem prowadzone były przez naukowców z wydziału nanomateriałów przez okres 10 lat. Opracowali oni szeroki zakres barwników syntetycznych w oparciu o proste związki organiczne podobne do pigmentów wykorzystywanych przez rośliny w procesie fotosyntezy, a także w oparciu o hemoglobinę zawartą w krwi. Zdaniem badaczy opracowany na uniwerytecie Massey barwnik oparty na porfirynach (związki chemiczne intensywnie absorbujące światło w zakresie widzialnym) należy do najbardziej wydajnych.

Największą zaletą barwników syntetycznych jest ich zdolność do przekazywania dalej energii, która do nich dociera. Ogniwa bazujące na takich barwnikach mogą spełniać swoją funkcję również przy słabym oświetleniu, przez co doskonale nadają się do zastosowań w regionach o gorszym nasłonecznieniu.

Do produkcji ogniw wykorzystujących barwniki stosuje się dwutlenek tytanu, związek powszechnie dostępny w Nowej Zelandii i nietoksyczny, wykorzystywany m.in. w pastach do zębów, białych farbach i kosmetykach. Dzięki temu produkcja takich ogniw jest mniej kosztowna i bardziej przyjazna dla środowiska od produkcji ogniw opartych na krzemie, których wytwarzanie wiąże się z dużymi kosztami i znacznym zużyciem energii, jakie pochłania oczyszczanie krzemu. Dodatkową zaletą ogniw opartych na barwnikach jest fakt, że do ich produkcji nie jest potrzebna rozbudowana infrastruktura jak w przypadku modułów krzemowych.

Badacze zapowiadają, że w ciągu 2-3 lat powstanie prototyp ogniwa bazującego na nowym materiale gotowy do komercyjnych zastosowań.

(au)