Сенсибилизированные красителем солнечные элементы: основы и современное состояние

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы (DSSC) относятся к группе тонкоплёночных солнечных элементов, которые интенсивно исследуются более двух десятилетий благодаря их низкой стоимости, простой методике изготовления, низкой токсичности и лёгкости производства. Тем не менее существует значительный потенциал для замены используемых в настоящее время материалов DSSC вследствие их высокой стоимости, ограниченной распространённости и недостаточной долговременной стабильности. Эффективность существующих DSSC достигает 12% при использовании красителей Ru(II) и оптимизации свойств материалов и конструкции; однако она остаётся ниже эффективности солнечных элементов первого и второго поколений, а именно других тонкоплёночных солнечных элементов и солнечных элементов на основе Si, обеспечивающих эффективность приблизительно 20–30%. В статье представлен углублённый обзор конструкции и принципа работы DSSC, ключевых проблем (низкой эффективности, низкой масштабируемости и низкой стабильности), перспективных высокоэффективных материалов и, наконец, кратко рассмотрены перспективы коммерциализации.