# תאי-שמש זולים יהפכו יעילים יותר בזכות חומרים פעילים חדישים

> שילוב מוצרים חדשים הביא להמרת אנרגיה בניצולת של 7.2%, שהינו ערך שיא לתאים מסוג זה – חומר-צבע אורגאני הטכנולוגיה של תאי-שמש צועדת קדימה למרות שתי מגבלות משמעותיות: יעילות מועטת ומחירי ייצור גבוהים. בשיתוף פעולה עם החוקר סאטושי אושידה (Uchida) מאוניברסיטת טוקיו, מיכאל גראטצל (Grätzel) וקבוצת המחקר שלו ב"מכון הטכנולוגי הפדרלי של שוויץ" בלוזאן הצליחו לפתח מְרַגֵּשׁים ((sensitizers חדישים שיוכלו לסייע בהגברת יעילותם של תאי-שמש זולים יחסית. אלו מבוססים על חומר-הצבע…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/inexpensive-solar-cells-made-more-efficient-with-new-sensitizers-1805089
- Author: דר. משה נחמני
- Published: 2008-05-18T00:08:46+03:00
- Modified: 2009-06-08T00:59:23+03:00
- Sections: אנרגיית השמש
- Topics: אנרגיה, אנרגיה סולרית, אנרגית השמש, כימיה, קלינטק

## Article

שילוב מוצרים חדשים הביא להמרת אנרגיה בניצולת של 7.2%, שהינו ערך שיא לתאים מסוג זה – חומר-צבע אורגאני הטכנולוגיה של תאי-שמש צועדת קדימה למרות שתי מגבלות משמעותיות: יעילות מועטת ומחירי ייצור גבוהים. בשיתוף פעולה עם החוקר סאטושי אושידה (Uchida) מאוניברסיטת טוקיו, מיכאל גראטצל (Grätzel) וקבוצת המחקר שלו ב"מכון הטכנולוגי הפדרלי של שוויץ" בלוזאן הצליחו לפתח מְרַגֵּשׁים ((sensitizers חדישים שיוכלו לסייע בהגברת יעילותם של תאי-שמש זולים יחסית. אלו מבוססים על חומר-הצבע הידוע אינדולין (indoline). לפני מספר שנים, החוקר גראטצל (Grätzel) פיתח תאי-שמש פוטואלקטרוכימיים זולים ופשוטים לייצור אשר מסוגלים לעמוד בחשיפה ארוכה לאור וחום. "תאי גראטצל" אלו מכילים שכבה מזוסקופית של חלקיקי תחמוצת טיטאניום (TiO2) המצופים בחומר-צבע פעיל - מְרַגֵּשׁ ((sensitizer. בתגובה להקרנה של אור, אלקטרונים, המצויים בשכבת חומר-הצבע הספוח על התחמוצת, עוברים לפס-ההולכה של התחמוצת, נאספים בקצה המוליך ומשם מועברים למעגל חשמלי חיצוני. לשם פעילותו התקינה של התא אסור לאלקטרונים המוזרמים לתחמוצת להגיב בחזרה עם חומר-הצבע המחומצן. לשם מניעת מצב זה, התא מכיל תמיסה אלקטרוליטית בעלת יונים שליליים של יודיד וטרייודיד כצמד חימזור (redox couple) המומסים בנוזל ומחזרים מיידית את "חורי-האלקטרונים" שנוצרו בחומר-הצבע. החיסרון העיקרי של השימוש בממסים אורגאניים נדיפים בתמיסת האלקטרוליט הינו הצורך בכִּמּוּס (encapsulation) האלקטרוליט. נוזלים יוניים הינם חלופה לשימוש בממס נדיף. מלחים אלו קיימים בצורת נוזלים בטמפרטורות נמוכות ואינם נדיפים. אולם, הצמיגות הגבוהה של אלקטרוליטים אלו מהווה חיסרון רב בהעברת אלקטרונים מהירה ופוגמת ביעילות התהליך. החוקרים פיצו על יעילות מופחתת זו ע"י מיטוב המרגש - במקום להשתמש בחומרי-צבע שכיחים המבוססים על היסוד רותניום הם התבססו על החומר האורגאני אינדולין, שהוא בעל מקדם בליעה מולארי גבוה יותר. החלפה זו מאפשרת להשתמש במעטה תחמוצת-טיטאניום דק יותר, עובדה העוזרת להפחית את מסלול המעבר של האלקטרונים. שילוב זה הביא להמרת אנרגיה בניצולת של 7.2%, שהינו ערך שיא לתאים מסוג זה – חומר-צבע אורגאני/נוזל יוני/תחמוצת טיטאניום. במקרה דנן יעילות חומר-הצבע כמרגש תלויה לא רק בכרומופור (החומר הבולע קרינה) אלא גם בתכונות המרכיבים האחרים. כך ששימוש בחומר-צבע בעל שרשרת פחמימנית נוספת שיפר את הפעילות ע"י מניעת החזרת האלקטרון למקום היווצרותו. מחקר זה פורסם לאחרונה בכתב-העת ""Angewandte Chemie International Edition. [להודעה לעיתונות](http://www.sciencedaily.com/releases/2008/02/080228112015.htm)