Күн батареялары альтернативалуу энергиянын негизинин бири катары дүйнөлүк көңүлдү бурду. Теориялык жактан алганда, жарыкты зыяндуу булгоочу заттарды аз же такыр чыгарбай электр энергиясына айландыруу үчүн күндүн энергиясын колдонуунун мааниси чоң окшойт. Бирок, практикалык жактан алганда, технологиялык тоскоолдуктардан жана туруктуу жана жогорку эффективдүү түзмөктөрдү алуу үчүн оптималдаштырылган көптөгөн ар кандай факторлордон улам прогресс жай жүрүп жатат.
Титан диоксидинин электроддоруна адсорбцияланган боёк молекулаларына негизделген боёкту сезгичтүү күн батареялары арзан баасын жана өндүрүштүн салыштырмалуу жөнөкөйлүгүн жогорку натыйжалуулук менен айкалыштырган эң жагымдуу күн батареяларынын конструкцияларынын бири болуп чыкты. Чынында эле, бул архитектура менен заманбап күн батареялары жарыкты айландыруунун 11% дан жогору натыйжалуулугун көрсөтөт. Бирок, бул жогорку эффективдүү күн батареялары, адатта, электролиттер катары учуучу органикалык эриткичтерди колдонушат, бул эриткичтердин буу басымы жогору болгондуктан, аларды сырттагы колдонмолордо колдонууга негизсиз жол бербейт.
Азырынча жасалган эриткичсиз күн батареялары альтернативалуу электролиттердин жогорку илешкектүүлүгүнөн улам начар иштешин көрсөтөт. Азыр Швейцариядагы Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne университетинин изилдөөчүлөр тобу бинардык иондук суюк электролиттин негизинде эриткичсиз боёксуз сезгичтүү күн батареясын ойлоп табышты. Бул аппараттар күн нурунун симуляцияланган шарттарында жарыкты айландыруу эффективдүүлүгүн 7,6% көрсөтүп, эриткичсиз түзмөк үчүн жаңы рекорд койду.
Шаик Закееруддин, Майкл Гратцел жана алардын кесиптештери эриткичсиз күн батареясын даярдоо үчүн роман жогорку конъюгацияланган рутений негизиндеги боёк менен бирге эки иондук суюктуктун аралашмасын редокс электролит катары колдонушкан. Иондук суюктуктар негизинен нөлгө барабар буу басымына ээ, бул аларды күчтүү жана аз учуучу органикалык эриткичтерден да артык кылат. Бирок иондук суюктуктардын адатта жогорку илешкектүүлүгү жана келечектүү иондук суюктуктардын көбү йодид иондорунан тургандыгы алардын жашоого жөндөмдүү клеткаларда колдонулушун жокко чыгарды, анткени йодид иондору боёкту сезгичти өчүрүү аркылуу фотоконверсиянын эффективдүүлүгүнө терс таасирин тийгизет.
Гратцел жана кесиптештери инерттүү анионду камтыган илешкектүүлүгү төмөн иондук суюктукту кошуу менен бул көйгөйлөрдү чечишти. Төмөн илешкектүүлүк масса өткөрүү кыйынчылыктарын жеңүүгө жардам берет, ал эми инерттүү анион йодид аниондорунун зыяндуу таасирине каршы турат. Алынган күн батареялары рекорддук 7,6% конверсия эффективдүүлүгүн көрсөтөт. Андан да маанилүүсү, бул клеткалар караңгыда 80 °C температурада жана көрүнүүчү жарыкта 60 °C температурада миң сааттан ашык убакытка туруктуу болушат, бул аларды жылуу климаттык шарттарда сырттагы колдонмолордо колдонуу мүмкүнчүлүгүн көрсөтөт. Электролиттин эриткичсиз табияты ошондой эле бул электролиттердин негизинде ийкемдүү жана жеңил түзмөктөрдү курууга мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
“Бул учуучу эмес электролиттерди издөөдөгү чоң кадам”, - деди Закееруддин жана иондук суюктуктарга негизделген түзүлүштөрдүн иштеши ушунчалык артта калгандыктан, бул системалар имараттын ичинде гана болот деп ойлошкондугун кошумчалады. аз жарык деңгээлдерде колдонмолор. Гратцел кошумчалагандай, натыйжалар бул эриткичсиз системалардын иштешин андан ары оптималдаштыруу мүмкүн болушу керек экенин көрсөтүп турат.
Журнал маалымдамасы: Туруктуу, жогорку эффективдүү иондук-суюктукка негизделген мезоскопиялык боёк-сезгичтүү күн клеткалары. Small. 2007, 3, 2094–2102. doi: 10.1002/smll.200700211
