На базе японского Национального Института Передовой Прикладной Науки и Технологии (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST) создан высокоэффективный солнечный элемент, сенсибилизированный органическим красителем (dye-sensitized solar cell, DSSC).

Эта технология предлагает решение двух задач инженерии солнечных элементов: сложностей, связанных с получением кремния высокой степени чистоты и проблемы дороговизны традиционных кремниевых фотоэлектрических устройств. Новая разработка позиционируется как инновационная технология создания фотовольтаических элементов, и ее коммерциализация должна существенно понизить на рынке стоимость солнечных элементов.

Предшественник сенсибилизируемого
органическим красителем солнечного элемента

Структура органического сенсибилизирующего агента MK-2: молекула содержит электрон-донорный (карбазол) и электрон-акцепторный (цианакриловая кислота) фрагменты, разделенные в пространстве несколькими гексилтиофеновыми группами.

Предыдущее поколение солнечных элементов на основе сенсибилизирующих агентов (dye-sensitized solar cell, DSSC) содержит рутениевый комплекс, что вносит основной вклад в стоимость их производства. Новые DSSC устройства не содержат рутения. Также в качестве электродноактивных компонентов в них используется ионная жидкость (ionic liquid, IL – жидкость, содержащая только ионы, здесь могут использоваться иодиды имидазола или электролитные редокс-системы, содержащие йод), которая обеспечивает более высокую продолжительность стабильной работы элемента (2000 часов против 100 часов для рутениевых элеметов на основе электролитов, содержащих летучие органические растворители ).

Эффективность конверсии солнечной энергии в электрическую в новых элементах составляет 7.6%, и это рекордная величина для элементов, использующих ионные жидкости. Разработчики ожидают, что внедрение таких элементов в рынок будет прорывом в использовании солнечной энергии.

Мария Костюкова