Новая энергетика

Недорогие и эффективные солнечные элементы: уже скоро?

Новости - Современные зарубежные разработки

За один час Земля получает больше солнечной энергии, чем человечество потребляет сегодня за год. По крайней мере, так сообщают нам ученые университета Квебека, Монреаль (UQAM), Канада. Но что самое печальное — получаемая солнечная энергия практически не используется. Почему? Потому что, как нам говорят, низкая производительность и дороговизна солнечных элементов — главные препятствия к их использованию. Однако профессор Бенуа Марсан из UQAM разработал новую технологию, которая решает эти проблемы. По его словам, впервые за 20 лет появилась возможность изготовить эффективные и недорогие солнечные батареи.

Изобретение Марсана основано на работе, проведенной в начале 90-х годов профессором Майклом Грэцелем из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии. Грэцель разработал солнечный элемент, покрытый сенсибилизированной краской, который до сих пор считается одним из наиболее перспективных технологий сбора солнечной энергии. Элемент Грэцеля состоит из пористого слоя наночастиц диоксида титана, покрытых молекулярной краской, которая поглощает солнечный свет подобно хлорофиллу в зеленых листьях.

Как и в обычных щелочных батарейках, анод (диоксид титана) и катод (платиновый катализатор) расположены по обе стороны от электролита. Солнечный свет проходит через катод и электролит, затем освобождает электроны с анода, расположенного в нижней части элемента. Эти электроны проходят через электролит от анода к катоду, создавая электрический ток.

Но, несмотря на простоту в изготовлении, эти элементы не введены в промышленное производство по двум причинам. Во-первых, электролит является чрезвычайно агрессивным веществом, что уменьшает ресурс прочности элемента. Во-вторых, платина, используемая в качестве катода, дорога, непрозрачна и редко встречается в природе.

Запатентованный электрохимический солнечный элемент Марсана освобожден от этих проблем. Для электролита Марсан разработал новый гель, который является прозрачным и неагрессивным, увеличивая мощность и стабильность элемента. Для катода платина была заменена на более дешевый сульфид кобальта. Это вещество также более эффективно, стабильно и легче производится в условиях лаборатории.

Испытания нового солнечного элемента показали эффективность 6,4% при стандартных условиях освещения. Хотя это ниже, чем эффективность обычных фотоэлектрических элементов, нетрудоемкое производство и долговечность электрохимической солнечной батареи Марсана делают ее весьма привлекательной для приложений.