Färgämne i grätzelsolcell | Projekt | Fysik
- Naturvetenskapsprogrammet (NA) Årskurs 3
- Fysik 3
- A
- 23
- 4098
Färgämne i grätzelsolcell | Projekt | Fysik
Detta projekt ämnar ta reda på vilket färgämne som ger mest effekt på färgsensibiliserade solceller. Färgämnet denna labben undersökte var antocyaninet från blåbär, hallon och lingon.
Innehåll
1. Inledning 4
1.1 Teori 5
1.2 Grätzelcellens uppbyggnad 6
1.3 Hur fungerar grätzelsolcellen 6
1.4 Effektivitet och färgämne 8
1.5 Antocyaniner 9
1.6 Karaktärisering 10
1.7 Syfte 11
1.8 Frågeställning 11
2. Metod 11
2.1 Val av metod 11
2.2 Utförande 13
2.2.1 Förberedelse 13
2.2.2 Mätning 13
2.2.3 Sintringsprocess 13
2.2.4 Färgämne 14
2.2.5 Katalysator & Elektrolyt 14
2.2.6 Konstruktion av solcell 14
2.2.7 Varierande antocyaniner 15
3. Resultat 16
4. Diskussion 18
5. Slutsats 21
6. Litteraturförteckning 22
6.1 Otrycka källor 22
6.2 Figurhänvisning 23
Utdrag
1. Inledning
Tänk dig att man täcker en kvadrat på 50 gånger 50 mil i Saharas öken med solceller. Den energin som dessa solceller skulle producerar under en varm sommardag skulle täcka hela mänsklighetens nuvarande energianvändning under ett dygn (Bernthling, 2015). I och med den ökade efterfrågan av koldioxidneutrala energikällor forskas det idag mycket på att hitta klimatsmarta alternativ för att utvinna energi. En sådan klimatsmart energikälla är den så kallade grätzelsolcellen, som har fått namnen efter sin uppfinnare Michael Grätzel. Grätzel gjorde sin uppfinning år 1991, genom att försöka efterlikna växternas fotosyntes på ett så effektivt sätt som möjligt (Engelmark, 2015).
Det unika med grätzelsolcellen är att den innehåller ett färgämne som precis på samma sätt som klorofyllet i de gröna växterna kan absorbera solens strålar. Växter kan ta tillvara på solenergi och tillverka energirika kolhydrater. Denna process kallas för fotosyntes och har evolutionärt utvecklats under flera miljoner år. Vid fotosyntes används ett färgämne, klorofyll, som har i uppgift att absorbera solljus. Just nu försöker forskarna att bygga konstgjorda solceller som ska efterlikna fotosyntesen (Kloo, 2015). Syftet med denna studie är att avgöra vilket färgämne av de som ingår i denna studie som ger den mest effektiva grätzelsolcellen. De färgämnen som undersöks i denna studie uppges i metoden.
1.1 Teori
Sedan långt tillbaka i tiden har det varit möjligt att omvandla den elektromagnetiska strålningen från solljuset till elektrisk energi. Denna process kallas för fotovoltaik och fenomenet tillämpas genom så kallad fotovoltaiska celler eller solceller, idag finns det olika typer av solceller på marknaden men den vanligaste typen är kiselceller. Nackdelarna med kiselceller är att de kostar mycket att tillverka och att de tappar effekt vid oskarpt ljus. Denna studie bygger på solceller av typen Dye-sensitized solar cell (DSC) även så kallad grätzelsolceller. Grätzelsolceller är billiga att tillverka och fungerar även bra vid oskarpt ljus till skillnad ifrån kiselceller (Vattenfall, 2015).
År 1991 då Michael Grätzel presenterade sin studie för första gången hade cellerna en låg verkningsgrad. Men genom laborativ forskning lyckades Grätzel få upp deras verkningsgraden till 10 procent. Målet är att komma upp till 12 procent vid kommersiell produktion, säger han i en intervju med tidningen Ny Teknik. Grätzelsolceller är fortfarande ett nytt forskningsområde som ännu inte uppfyller marknadens krav för försäljning. Exempelvis är det ännu okänt hur cellernas effekt påverkas i kallare klimat. Utvecklingen fortsätter framåt säger Grätzel den 20:e augusti 2003 till tidningen Ny Teknik. Han nämner som ett exempel att grätzelsolcellerna... Köp tillgång för att läsa mer Redan medlem? Logga in