С каждым годом развитые страны стараются увеличивать удельный вес возобновляемых источников энергии в своем топливно-энергетическом комплексе. Несмотря на огромные усилия, предпринимаемые в последние десятилетия в этой области, и достижение определенных успехов, эффективность солнечной и ветроэнергетики, наиболее безопасных и экологичных возобновляемых источников энергии, остается довольно низкой, а, следовательно, достаточно дорогой. По этой причине в плане повышения эффективности перспективным типом солнечных батарей является фотосенсибилизированные солнечные батареи (ячейки Гретцеля). Объяснением тому служит низкая себестоимость и простота производства такого типа солнечных батарей. Кратко об устройстве ячейки Гретцеля можно прочитать здесь.
В последнее время появился ряд исследований, в которых описывается получение ячеек, в которых вместо высокопористого нанокристаллического диоксида титана используется массив нанотрубок TiO2 в виде мембран, нанесенных на стекло, покрытое диоксидом олова, легированным фтором (FTO) для повышения электропроводности. Однако создатели такой разновидности ячейки Гретцеля столкнулись с тремя проблемами. Первая проблема - это трудность получения однородной, низкопористой пленки диоксида титана толщиной 10 мкм на поверхности FTO, обладающей достаточной высокой адгезией, сопротивлением к негативному воздействию термических и других процессам, протекающим при производстве ячейки Гретцеля. Во-вторых, необходимо добиться равномерной прозрачности пленки диоксида титана. И, наконец, в-третьих, в настоящее время затруднительно получить нанотрубки значительной длины во фторсодержащих безводных органических электролитах, использующихся при анодировании, избегая при этом "сколов" и агрегации нанотрубок.
Преодолеть эти проблемы попытались исседователи из университета Пенсильвании. Для решения первой из вышеупомянутых проблем американские ученые предложили бомбардировать пленку нанотрубок диоксида титана высокоэнергетическими ионами аргона, образующимися при высокочастотном магнетронном распылении в атмосфере аргона. Вторую и третью проблему исследователи решили соответствующим подбором проводимости электролита, что позволило получить длинные, однородные, дезагрегированные прозрачные пленки нанотрубок. Однако в случае достаточно толстых пленок диоксида титана подобный подход не позволил полностью справиться со второй проблемой, поскольку на границе раздела электролит-воздух оставался непрозрачный участок. Поэтому ученые предложили нанести на границу раздела второй тонкий слой пленки. В результате удалось добиться успеха и показать перспективность предложенного подхода для дальнейшего развития солнечной энергетики.
В последнее время появился ряд исследований, в которых описывается получение ячеек, в которых вместо высокопористого нанокристаллического диоксида титана используется массив нанотрубок TiO2 в виде мембран, нанесенных на стекло, покрытое диоксидом олова, легированным фтором (FTO) для повышения электропроводности. Однако создатели такой разновидности ячейки Гретцеля столкнулись с тремя проблемами. Первая проблема - это трудность получения однородной, низкопористой пленки диоксида титана толщиной 10 мкм на поверхности FTO, обладающей достаточной высокой адгезией, сопротивлением к негативному воздействию термических и других процессам, протекающим при производстве ячейки Гретцеля. Во-вторых, необходимо добиться равномерной прозрачности пленки диоксида титана. И, наконец, в-третьих, в настоящее время затруднительно получить нанотрубки значительной длины во фторсодержащих безводных органических электролитах, использующихся при анодировании, избегая при этом "сколов" и агрегации нанотрубок.
Преодолеть эти проблемы попытались исседователи из университета Пенсильвании. Для решения первой из вышеупомянутых проблем американские ученые предложили бомбардировать пленку нанотрубок диоксида титана высокоэнергетическими ионами аргона, образующимися при высокочастотном магнетронном распылении в атмосфере аргона. Вторую и третью проблему исследователи решили соответствующим подбором проводимости электролита, что позволило получить длинные, однородные, дезагрегированные прозрачные пленки нанотрубок. Однако в случае достаточно толстых пленок диоксида титана подобный подход не позволил полностью справиться со второй проблемой, поскольку на границе раздела электролит-воздух оставался непрозрачный участок. Поэтому ученые предложили нанести на границу раздела второй тонкий слой пленки. В результате удалось добиться успеха и показать перспективность предложенного подхода для дальнейшего развития солнечной энергетики.
