Стоимость фотоэлементов можно уменьшить благодаря использованию 3D-графена

В настоящее время даже самые распространенные фотоэлементы имеют некоторые недостатки. Ученые из Технологического Университета штата Мичиган могут преодолеть некоторые из них.

Фотоэлементы, сенсибилизированные красителем, представляют собой тонкие, гибкие, легко изготавливаемые и надежные элементы, преобразующие солнечную энергию в электричество. Однако их составной частью выступает очень дорогостоящий элемент – платина, стоимостью $1,500 за унцию, что оказывает отрицательное влияние на конечную стоимость продукта.

Профессор материаловедения и инжиниринга Юн Ханг Ху (Yun Hang Hu) совместно с группой исследователей изобрели новый, недорогой материал, который сможет заменить платину в фотоэлементах без снижения их эффективности – 3D-графен.

Обычный графен – это хорошо известная двухмерная форма углерода толщиной около одной молекулы. Ученые изобрели новый подход для синтеза уникальной 3D-версии продукта с сотовой структурой.

Для этого они объединили окись лития с окисью углерода в химической реакции, в результате которой образуется карбонат лития (Li2CO3) и сотообразный графен.

Li2CO3 помогает сформировать листы графена и изолировать их друг от друга, предотвращая образование обычного графита. Кроме того, частицы карбоната лития Li2CO3 могут быть легко удалены из 3D-сотообразной структуры графена с помощью кислоты.

Исследователи определили, что сотообразный графен имеет превосходную проводимость и высокую каталитическую активность, увеличивая вероятность того, что это будет использоваться для хранения и преобразования энергии.Поэтому необходимо заменить платиновый противоэлектрод в фотоэлементах, сенсибилизированных красителем, 3D-сотообразным графеном.

Ячейка элемента с 3D-графеновым противоэлектродом преобразует 7.8 процентов солнечной энергии в электричество, почти столько же, сколько с использованием дорогостоящей платины (8 процентов).

Синтезируемый 3D-сотообразный графен очень дешевый материал, который можно легко получать и использовать в противоэлектродах, заявил профессор Ху.

Источник новости