📖Рубрика: по следам комикса
📖Рубрика: по следам комикса Во втором выпуске мы уже затронули тему ячеек Гретцеля, а сегодня расскажем о них подробнее и о том, как ученые ИХР РАН пытаются решить их главную проблему — недолговечность. Обычные солнечные панели мы все видели. Они лежат на крышах, темные, блестящие, в алюминиевых рамках. Однако у них есть три минуса: они жесткие, тяжелые и дорогие. Поэтому ученые давно ищут альтернативу. Один из вариантов — ячейки Гретцеля. Это тонкие гибкие пленки, которые можно сделать почти прозрачными и очень дешево. Они работают как искусственный лист растения. Внутри них есть специальный краситель. Он ловит свет, от этого в нем появляется лишний электрон, и этот электрон уходит к диоксиду титана — дальше по цепи. Звучит красиво, но на практике есть проблема. Органический краситель, который отвечает за захват света, на солнце разрушается. Это как выцветает плакат на окне — только быстрее. Солнце его буквально сжигает изнутри. Поэтому такие элементы работали недолго: пару месяцев или год, а потом эффективность существенно падала. Для серьезного использования это никуда не годилось. В Институте химии растворов РАН попытались решить эту проблему. Вместо того чтобы защищать краситель снаружи, они изменили его изнутри. Ученые сконструировали молекулу, которая состоит из двух частей, скрепленных в одну конструкцию. Первая часть — порфирин с цинком ловит свет. Вторая — производное фуллерена сидит рядом и, как только порфирин поймал свет, мгновенно забирает у него электрон. Дальше этот электрон уходит на диоксид титана, а порфирин остается целым. Электрон не болтается, не возвращается обратно, не портит молекулу. Простое и остроумное решение. Но это еще не все. Ученым удалось добиться так называемой самосборки. Если по-человечески, это значит, что молекулы сами укладываются на поверхности диоксида титана в нужном порядке — без вакуумных камер, без сложного напыления. Достаточно нанести раствор, и структура соберется сама. Раньше для создания тонких органических слоев использовали вакуумные установки, а это сложно, энергозатратно и дорого. Здесь же все проще: нанес — и готово. Испытания показали, что прототип работает стабильно. КПД у него — около 1,33%. По сравнению с кремниевыми батареями это немного, но в данном случае ученые не гнались за мощностью. Им важно было показать, что такая конструкция не разваливается за неделю. Стабильность — вот главный результат. Если ее удастся закрепить, то в будущем можно будет выпускать легкие, дешевые гибкие панели, которые наносятся как краска, печатаются на любых поверхностях и служат достаточно долго. Это не замена кремнию, а отдельная история для тех мест, где обычные панели не поставить. Интересный факт: В лаборатории самого Гретцеля на окнах висят жалюзи разных цветов. Это не дизайнерское решение, а те самые солнечные элементы. Так Гретцель запитал часть своей лаборатории экологичной энергией — и это не просто красивая история, а работающая демонстрация технологии, которую он сам придумал. С полной версией работы ученых ИХР РАН можно познакомиться по ссылке: https://doi.org/10.1016/j.optmat.2026.118226. ✅Проект Института химии растворов РАН по популяризации науки поддержан Минобрнауки России и Десятилетием науки и технологий.