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DSC (zonnecel)

Das DSC (farbstoffsensibilisierte Solarzelle) oder Grätzel-Solarzelle ist ein Typ photoelektrochemische Solarzelle Welche Sonnenlicht mit Farbstoffen umgewandelt in elektrischEnergie. Diese Solarzelle war 1991 erfunden vom Schweizer Professor Michael Grätzel und Brian O'Regan auf der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Die Solarzelle besteht aus mehreren Schichten: einer leitfähigen Schicht, a Elektrolytlösung und Titandioxid mit Farbstoff angebracht.

Die Schichten

Betrieb der Grätzel Solarzelle

Die Solarzelle besteht aus mehreren Schichten. Die äußere Schicht besteht aus Glas oder ein Plastik, dies schützt die Zelle (Nr. 1). Im Inneren befindet sich eine transparente leitfähige Schicht, die die Elektronen (Nr. 2). Es gibt eine Schicht gegen die 'obere' Schicht Graphit (Nr. 3). In der Mitte der Zelle befindet sich eine Elektrolytlösung (Nr. 4), die aus allen möglichen Salzlösungen hergestellt werden kann. Auf der unteren transparenten leitfähigen Schicht sind zufällig gestapelte Titandioxidmoleküle (Nr. 5) gesintert. Farbstoffmoleküle (Nr. 6) werden an die Titandioxidmoleküle gebunden.

Das Prinzip

Das Licht fällt von außen auf die Farbstoffmoleküle in der Solarzelle. Dadurch werden die Elektronen auf ein höheres Energieniveau gebracht, sodass sie in das Leitungsband eintreten. Die Elektronen aus dem Leitungsband gelangen zum Titandioxid, wo sie zum transparenten leitfähigen Band geleitet werden. Farbstoffe werden verwendet, weil das Sonnenlicht nicht genug Energie hat, um die Elektronen vom Titandioxid in ein höheres Band zu bewegen.

Die Elektronen befinden sich nun am Minuspol. Es gibt jetzt ein Potenzieller unterschied mit dem Pluspol. Zwischen den beiden Polen liegt nun eine Spannung an und es kann Strom zugeführt werden. Um den Strom zwischen Pluspol und Elektrolyt zu fördern, befindet sich eine Graphitschicht, die Katalysator tritt ein. Die Ionen geben wiederum die Elektronen an die Farbstoffmoleküle ab und schließen den Stromkreis.

Vor-und Nachteile

Ein Nachteil einer Grätzel-Solarzelle ist, dass sie Effizienz jetzt etwa 3 bis 5 % gegenüber 14 bis 17 % für einen Stammspieler Silizium Solarzelle ist. In Zukunft soll dieser auf etwa 30 % ansteigen.

Die Vorteile bestehen darin, dass die Herstellung einer solchen Solarzelle im Vergleich zu einer Siliziumsolarzelle relativ billig ist. Auch der Innenwirkungsgrad ist höher als der einer Silizium-Solarzelle. Wenn die Außenschicht aus Kunststoff besteht, ist es möglich, ein flexibles Solarpanel herzustellen.

Geschichte

Oktober 2007 - G24 ist in Cardiff mit einer Produktion von 30 MW pro Jahr gestartet.[1]

Quellen

  • M. Grätzel. Ein Charge-Transfer-Sensibilisator mit hohem molarem Extinktionskoeffizienten und seine Anwendung in farbstoffsensibilisierten Solarzellen. DOI: 10.1016/j.jphotochem.2006.06.028.
  • B. O'Regan, M. Grätzel, Nature 353, 737-739 (1991).
  • A. Kay, M. Grätzel, J. Phys. Chem.-Nr. 97, 6272 (1993).
  • G. P. Smestad, M. Grätzel, J. Chem. Dr. Educ. 75, 752 (1998).

Siehe auch

Externer Link