пятница, 13 апреля 2012 г.

Органические фотоэлементы достигли КПД в 26%

Органические фотоэлементы достигли КПД в 26%Начинающая компания из Уэльса G24 Innovations (G24i) достигла рекордной эффективности в 26% для органических фотоэлементов на базе красителей. Пока основное применение для нового фотоэлемента разработчики видят в подпитке беспроводных клавиатур и гаджетов, но в будущем намерены устремиться в большую энергетику.

Технология нацелена на дополнительное энергообеспечение гаджетов, беспроводных клавиатур и пр. Поэтому стандартные (а точнее — идеальные) условия работы энергетических фотоэлементов, такие как 1 000 Вт/м² и температура фотоэлемента в 25 ˚С, для батарей не являются ориентирами, поскольку достичь этого в условиях дома или офиса часто невозможно.

Органические фотоэлементы на основе красителей, известные также как ячейки Гретцеля, — это цветосенсибилизированные (цветочувствительные) фотоэлектрохимические ячейки, чем и отличаются от кремниевых или обычных органических фотоэлементов. Они дешевле, потому что их производство не требует сложного оборудования. Ячейки имеют простую структуру: пара электродов и йодсодержащий электролит. Один электрод, находящийся на прозрачной электропроводящей подложке, состоит из диоксида титана (TiO2). Другим как раз и является сама прозрачная электропроводящая подложка.

Работу такого фотоэлектрохимического элемента часто сравнивают с фотосинтезом: в обоих случаях используются окислительно-восстановительные реакции, протекающие в электролите. Ранее КПД таких фотоэлементов не превышал 14–15%, хотя теоретические лимиты отсутствуют до 32–34%. Основным практическим ограничением для ячеек Гретцеля считается их морозостойкость: современные жидкие электролиты замерзают при отрицательных температурах, что разрушает фотоэлемент. А вот при высоких температурах они работают идеально, не демонстрируя снижения КПД вплоть до 60 ˚С.

G24i пока лишь патентует новый состав красителя и электролита, позволивший достичь рекордной эффективности (разумеется, не вдаваясь в подробности). При этом показатель был получен при совершенно необычных условиях: речь идёт о КПД преобразования света стандартной энергосберегающей флуоресцентной лампы GE Polylux 827 со светимостью в 200 лк. От этой лампы фотоэлементам на базе ячеек Гретцеля удалось получить 16,8 мВт. По словам представителей компании, сегодня на рынке существуют беспроводные клавиатуры с энергопотреблением, различающимся на порядок, и для самых экономичных изделий достигнутой эффективности уже хватает для обеспечения полной энергоавтономии. В клавиатурах-прототипах, тестируемых сегодня G24i, для коротких бессветовых периодов используются суперконденсаторы, запасающие электроэнергию от солнечных батарей в периоды высокой освещённости и малой нагрузки на клавиатуру.

При использовании с современными гаджетами на литиевых батареях G24i-разработка пока не может обеспечить полную энергоавтономность (кроме электронных книг, потребление которых очень мало), однако уже сегодня они могут в 1,5–2 раза увеличить время работы устройств до полной разрядки.

Авторы нового электролита для ячеек Гретцеля не собираются останавливаться на применении разработки только в закрытых помещениях. Они уже «щупают» твёрдые электролиты со сходными КПД, которые могли бы функционировать, не замерзая, при отрицательных температурах и, таким образом, пробить себе дорогу в большую энергетику.

Подготовлено по материалам The Engineer.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Мобильные устройства":

Еврокомиссия начинает расследование в отношении Motorola Mobility
Европейская комиссия намерена выяснить, практиковала ли компания Motorola Mobility нечестные бизнес-приёмы, которые могли негативно отразиться на конкурентной обстановке. Расследование начато по требованию Apple и Microsoft, которых «Моторола» обвиняет в воровстве интеллектуальной собственности. Apple, в частности, вменяется нарушение патентов на конструкцию антенн для мобильных устройств, средс...
  (читать дальше)

Nokia представила свой первый Windows-смартфон с поддержкой NFC
Компания Nokia только что представила коммуникатор Lumia 610 NFC, продажи которого стартуют в начале третьего квартала. Анонсированный аппарат стал первым смартфоном Nokia под управлением Windows Phone, оснащённым микрочипом NFC. Владельцы смогут использовать беспроводную связь ближнего радиуса действия Near Field Communication для осуществления бесконтактных платежей и обмена данными с различны...
  (читать дальше)

Студия Dreamrift рассказала об игре Epic Mickey: Power of Illusion
Анонсированная в конце марта игра Epic Mickey: Power of Illusion обрастает подробностями. Студия Dreamrift, разрабатывающая эту самую Power of Illusion для карманной консоли Nintendo 3DS, сказала полтора слова о сюжете и два — о некоторых игровых особенностях (они называют это «изюминками»). Так вот, теперь мы знаем, что в этой самой Power of Illusion будут системы рисования и 3D-трансформации. ...
  (читать дальше)

Платформер Super Meat Boy появится на мобильных платформах
Пропитанный кровью платформер о приключениях мясного кубического парня Super Meat Boy появится на мобильных устройствах. Игра, озаглавленная Super Meat Boy: The Game, пока заявлена только для Apple-гаджетов. Впрочем, Team Meat собщила, что ограничиваться iOS-версией не будет, в планах — «перенос игры на другие мобильные устройства». И самый вероятный претендент — Android-платформа. Дата релиза, ...
  (читать дальше)

В США появится единая база украденных сотовых аппаратов
Крупнейшие сотовые операторы США при поддержке Федеральной комиссии по связи (FCC) намерены сформировать централизованную базу данных с идентификаторами сотовых аппаратов, которые были украдены или утеряны. Предполагается, что инициатива поможет снизить быстрорастущее количество хищений смартфонов и мобильных телефонов. Обслуживание «трубок», идентификационные номера которых по заявлению владель...
  (читать дальше)

Facebook покупает приложение для обмена фотографиями Instagram
Социальная сеть Facebook объявила о заключении рекордной сделки: куплена компания Instagram, разработчик бесплатного мобильного приложения, предназначенного для обмена фотографиями. Цена вопроса — один миллиард североамериканских долларов. Первый релиз одноимённой программы состоялся в октябре 2010 года. Instagram позволяет делать фотографии при помощи встроенной в портативное устройство камер...
  (читать дальше)

Новый самовосстанавливающийся материал выделяет место повреждения
Знаете ли вы, что грядущие гаджеты будут щеголять синяками? Уроните такой или поцарапайте, и умный материал выделит повреждённый участок. Затем оставьте аппарат на солнце — и через несколько минут всё будет в порядке! Марек Урбан и его коллеги из Университета Южного Миссисипи (США) утверждают, что вдохновлялись тем, как залечивает раны природа — например, деревья создают новую кору взамен ободра...
  (читать дальше)

Каждый второй смартфон в США работает п/у Android
Компания comScore обнародовала статистику американского рынка сотовых аппаратов по состоянию на конец февраля 2012 года. По оценкам, мобильной связью пользуются около 234 млн жителей США в возрасте от 13 лет. Аппараты Samsung остаются самыми распространёнными: их доля составляет 25,6%. LG Electronics с результатом в 19,4% занимает второе место, а замыкает тройку Apple с 13,5% рынка. Motorola нах...
  (читать дальше)

До конца года Amazon может представить смартфон
Интернет-магазин Amazon, по сообщениям сетевых источников, рассматривает возможность выхода на рынок коммуникаторов. Компания Джеффа Безоса, по слухам, уже разрабатывает смартфон, который может быть представлен в текущем году. Отмечается, что аппарат будет относиться к устройствам топовой категории: наблюдатели полагают, что его основой послужит либо платформа nVidia Tegra третьего поколения, ли...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)