Нанотрубки используют в солнечных батареях

Солнечные батареи, изготовленные с использованием диоксид-титановых нанотрубок и природных красителей, могут сделать солнечную энергию более доступной. Технология создания солнечных батарей до настоящего момента практически не менялась и по-прежнему основана на кремниевых пластинах. Высокая энергоёмкость этого процесса затрудняет повсеместное использование солнечных батарей.

Новую волну интереса к преобразованию солнечной энергии в электрическую привлекли разработки батарей на различных чувствительных красителях с использованием наночастиц. Однако учёные из Института материалов (штат Пенсильвания, США) пошли ещё дальше и предложили использовать диоксид-титановые нанотрубки вместо наночастиц. Об этом сообщает EurekAlert со ссылкой на научный журнал Nano Letters. Учёным уже удалось добться 3% конверсии солнечной энергии в электрическую, а в ближайшем будущем, по обещаниям, удасться добиться и 15% конверсии с использованием этой технологии. Стоит отметить, что батарей на кремневой основе конверсия составляет 12-17%.

Положительные результаты работы учёных предопределят внедрение нового типа солнечных батарей в промышленности, так как их производство дешевле и менее энергоёмкое.
Для изготовления солнечных батарей нового поколения не будут использовать кремний. Исследователи покрывают стеклянную подложку оксидом олова, допированного фтором, и затем напыляют слой титана, толщиной около 500 нм. Затем эту структуру подвергают анодной обработке, помещая в кислотную ванну, и пропуская через неё небольшой электрический ток. В таких условиях растет массив диоксид-титановых нанотрубок. Его конечная толщина составляет 360 нм. В дальнейшем для кристаллизации образец подвергают отжигу в кислороде. В результате непрозрачное покрытие титана становится прозрачным слоем нанотрубок. Такая заготовка служит отрицательным электродом в батарее. В роли положительного электрода выступает ячейка, которая содержит йодированный электролит. Когда солнечный свет проходит через стекло, он попадает на молекулы чувствительного слоя и выбивает из него электроны. Если электрон через нанотрубки проходит к катоду, то идет электрический ток. Остальные свободные электроны рекомбинируют. Продолжение работ с использованием такой технологии создания солнечных батарей направлено на увеличение слоя нанотрубок и, соответственно, на увеличение степени конверсии солнечной энергии. Другой способ оптимизировать батареи - увеличить толщину ячейки. В настоящее время два слоя разделены прокладкой для повышения прочности изделия. Её размер составляет 25 мкм. Если сделать более тонкую, но прочную прокладку, то можно сократить путь электрона и тем самым увеличить вероятность того, что он достигнет противоположного электрода. www.compulenta.ru

Нанотрубки используют в солнечных батареях