Moslashuvchan quyosh xujayralarining bo'yoq sezgirligi

1970yillarda odamlar fotosintezni taqlid qilib, yangi quyosh xujayralarini yaratishga umid qilishgan. O'sha paytda odamlar titanium dioksid (TiO2) yarimo'tkazgichli kristall moddasi yuzasiga xlorofil bo'yoq qatlamini o'rashgan. Bo'yoq sezgir quyosh xujayrasi (DSC) kontseptsiyasi taklif qilingan bo'lsa-da, xlorofillda elektronni tashish qiyinligi tufayli konversiya samaradorligi atigi 0,01 foizni tashkil etdi.
Faqat 1991 yilda shveytsariyalik kimyogari Maykl Gratzel nanotexnologiyani bo'yoqlarga sezgir bo'lgan akkumulyatorlarning rivojlanishini rag'batlantirish uchun ishlatgan. Gratzel TiO2 kristallarining katta zarralarini diametri 20 nm bo'lgan shimgichli TiO2 ning kichik zarralari bilan almashtiradi. Tashqi qatlam 10 um qalinlikdagi optik shaffof plyonka hosil qiluvchi nozik bir bo'yoq qatlami bilan qoplangan. Birinchi ishlab chiqarilgan bo'yoq sezgir batareyasi 7,1 foiz konversiya samaradorligiga va 12 mA/sm ^ 2 oqim zichligiga erishdi. Bugungi kunda bo'yoq sezgir batareyalarining konversiya samaradorligi bo'yicha jahon rekordi 11 foizni tashkil etadi.
Yoqilg'i sezgir hujayra tuzilishida fotosensibilizatorlar TiO2 zarralari yuzasiga karboksil (- COOH), fosforik kislota (- PO3H2) yoki borik kislotasi - B (OH) 2 ning funktsional guruhlari orqali zaryad o'tkazuvchan kompleksini hosil qilish uchun qoplanadi. . Keyin ular oksidlanish-qaytarilish vositachisi eritmasiga botiriladi, TCO shishasi va metall tagliklari mos ravishda katod va anod sifatida xizmat qiladi. Fotosensibilizator chiqarilgan yorug'likni yutadi va asosiy holatdagi So elektronlari yuqori energiyali S * holatiga qo'zg'aladi. Fs dan ps oralig'ida fotosensibilizatordagi elektronlar TiO2 ning o'tkazuvchanlik zonasiga kiradi. Fotosensibilizator elektronlarni yo'qotadi, oksidlanadi va S plyusga aylanadi. Oksidlanish-qaytarilish vositachisi metall anoddan elektronlarni oladi va keyin ularni kamaytirish uchun fotosensibilizatorga elektronlarni beradi. So ning o'tkazuvchanlik zonasidagi erkin elektronlar. TiO2 TCO katodi va sxemasi orqali metall anodga qaytadi. Zanjirdagi yukni haydash uchun ikkita elektrod o'rtasida oqim hosil bo'ladi.
Moslashuvchan quyosh xujayralari haqida eslatmalar
2016 yil mart oyida mening olim moslashuvchan quyosh batareyasining yangi turini ishlab chiqdi, mutaxassislarning fikriga ko'ra, aqlli haroratni boshqaradigan quyosh batareyalari va taqiladigan quyosh batareyalarini ishlab chiqish uchun ishlatilishi kutilmoqda.