Экситонные батареи и, в частности, их подвид — на основе сенсибилизированных красителей — являются бурно развивающимся направлением техники, поскольку потенциально способны побороться с традиционными кремниевыми панелями в эффективности, при заметно меньшей стоимости.

В таких фотоячейках трудятся мириады наночастиц диоксида титана, покрытых специальным красителем и окружённых электролитом.

При попадании света в краситель генерируется отрицательный и положительный заряды, которые тут же разделяются и попадают соответственно в наночастицы и электролит, а с них — на электроды батареи. Такова в общих чертах схема действия подобных устройств.

Проблема в том, что применение в качестве электролита летучих органических соединений требует создания совершенно герметичных ячеек, к тому же — исключающих пластик в качестве основы (последний пропускает растворитель).

Теперь учёные из EPFL и института Чанчуня разработали новую технологию для экситонных батарей с применением в роли электролита смеси из трёх твёрдых солей. Они, будучи смешанными в определённой пропорции, создают эвтектический расплав. В качестве сенсибилизатора применялись всё та же титановая наноплёнка плюс некий сложный рутениевый комплекс.

Эффективность новой батареи составила 8,2%, что хотя и не является рекордом даже для солнечных панелей на основе органики (тут уже достигнут показатель в 11,1%), всё равно — прекрасное достижение.

Главное же, что новые батареи очень стабильны и долговечны как при длительном воздействии света, так и при продолжительном нагреве. Рекордные органические солнечные панели именно стабильностью похвастаться и не могут.

Вообще же, заметим, что КПД солнечных батарей на основе кристаллического кремния подбирается к 50%, но тут нужно помнить, что сверхэффективные преобразователи обычно и стоят немало. Экситонные же батареи привлекательны тем, что при доведении их технологии до ума способны стать действительно сверхмассовыми.

Подробности нового исследования изложены в статье в журнале Nature Materials.