Sensiteiddio Lliw Celloedd Solar Hyblyg

Mor gynnar â'r 1970au, roedd pobl yn gobeithio datblygu celloedd solar newydd trwy efelychu ffotosynthesis. Ar y pryd, roedd pobl yn lapio haen o liw cloroffyl ar wyneb deunydd crisial lled-ddargludyddion titaniwm deuocsid (TiO2). Er y cynigiwyd y cysyniad o gell solar wedi'i sensiteiddio â lliw (DSC), oherwydd anhawster cludo electronau mewn cloroffyl, dim ond 0.01 y cant oedd yr effeithlonrwydd trosi.
Nid tan 1991 y defnyddiodd y cemegydd o'r Swistir Michael Gratzel nanotechnoleg i hyrwyddo datblygiad sylweddol batris sensiteiddiedig llifyn. Mae Gratzel yn disodli gronynnau mawr o grisialau TiO2 gyda gronynnau bach o TiO2 sbyngaidd gyda diamedr o 20 nm. Mae'r haen allanol wedi'i gorchuddio â haen denau o liw, gan ffurfio ffilm dryloyw optegol 10 um o drwch. Mae'r batri sensiteiddiedig lliw cyntaf a wnaed wedi cyflawni effeithlonrwydd trosi o 7.1 y cant a dwysedd cyfredol o 12 mA/cm ^ 2. Heddiw, record y byd ar gyfer effeithlonrwydd trosi batris sensiteiddiedig llifyn yw 11 y cant.
Yn strwythur cell sy'n sensitif i danwydd, mae ffotosensiteiddwyr wedi'u gorchuddio ar wyneb gronynnau TiO2 trwy grwpiau swyddogaethol carboxyl (- COOH), asid ffosfforig (- PO3H2), neu asid borig - B (OH) 2 i ffurfio cyfadeilad trosglwyddo gwefr . Yna cânt eu trochi mewn toddiant cyfryngwr rhydocs, gyda swbstradau gwydr a metel TCO yn gwasanaethu fel catodes ac anodes, yn y drefn honno. Mae'r ffotosensitizer yn amsugno golau a allyrrir, ac mae'r electronau yn Felly yn y cyflwr daear yn gyffrous i'r cyflwr ynni uchel S *. O fewn fs i ps, mae'r electronau yn y ffotosensitizer yn mynd i mewn i fand dargludiad TiO2. Mae'r ffotosensitizer yn colli electronau, yn cael ei ocsidio, ac yn dod yn S plws . Mae'r cyfryngwr rhydocs yn cael electronau o'r anod metel, ac yna'n darparu electronau i'r ffotosensiteiddiwr i'w lleihau. Yr electronau rhydd ar fand dargludiad So. Mae TiO2 yn dychwelyd i'r anod metel trwy'r catod TCO a'r gylched. Mae cerrynt yn cael ei ffurfio rhwng y ddau electrod i yrru'r llwyth yn y gylched.
Nodiadau ar Gelloedd Solar Hyblyg
Ym mis Mawrth 2016, datblygodd fy ngwyddonydd fath newydd o gell solar hyblyg, y mae arbenigwyr yn credu y disgwylir iddo gael ei ddefnyddio i ddatblygu celloedd solar deallus a reolir gan dymheredd a chelloedd solar gwisgadwy.