Оскільки сенсибілізовані барвниками сонячні елементи, як перспективний альтернативний джерело електроенергії, є економічно вигідним способом перетворення енергії сонця і потенційної заміною класичних сонячних батарей, спільні роботи співробітників Центру матеріалознавства і Університету Дрекселя над отриманням і застосуванням нових матеріалів, дослідженням їх властивостей, а також підвищенням ефективності цветосенсібілізірованних фотоелементів успішно тривають.
Екологічна чистота енергетичних технологій є надзвичайно важливим питанням, що обумовлює підвищену увагу до відновних джерел енергії, зокрема сонячної. Енергія сонця в сучасному світі використовується для різних цілей, одна з них - це вироблення електричної енергії. Використання сонячної електрики має багато переваг. Це чистий, тихий і надійний джерело енергії, що відкриває сонячній енергетиці величезний потенціал і широкі перспективи, на сьогодні лише менше одного відсотка виробленої в світі електроенергії має «сонячне» походження. При використанні сонячних батарей енергія сонця безпосередньо перетворюється в електричну (фотоелектричний ефект).
Вперше фотоелектричні батареї були використані в космосі на супутниках. Сьогодні сонячні батареї широко використовуються в віддалених районах, де немає централізованого електропостачання, для електропостачання окремих будинків, для підйому води і охолодження ліків. Ці системи часто використовують акумуляторні батареї для зберігання виробленої днем електроенергії. Крім того, калькулятори, телекомунікаційні системи, буї та т.д. працюють від сонячної електрики. Інша область застосування - це електропостачання будинків, офісів та інших будівель або генерація електрики для мереж централізованого електропостачання. Співробітники лабораторії Центру матеріалознавства і Університету Дрекселя розробили нову технологію виробництва тонкоплівкових сонячних елементів із застосуванням ТіО2, на базі яких можна робити істотно більш ємкі і дешеві сонячні батареї для використання на масовому ринку.
Принцип такий батареї вперше був запропонований в 1991 році професором Федеральної політехнічної школи Лозанни М. Гретцеля (Michael Graetzel), на ім'я якого вони і отримали назву осередків Гретцеля. Батареї такого типу мають досить просту структуру, вони складаються з двох електродів, електроліту і органічного барвника в якості фотосенсибілізатора. Один з електродів складається з нанопористого насиченого барвником напівпровідника - діоксиду титану (TiO2), нанесеного на прозору електропровідну підкладку. Іншим електродом є прозора електропровідна підкладка, або тонкий прозорий шар платини. На сьогодні застосовуються такі напівпровідники як TiO2, ZnO, SnO2, Nb2O5. Оксидна плівка нанокристалічного складу покривається шаром органічного барвника, що розширює область поглинання (від УФ до інфрачервоних променів) і дозволяє захопити до 70-90% фотонів сонячного випромінювання. Здатність діоксиду титану поглинати ультрафіолет, викидаючи електрони, лежить в основі таких цікавих речей, як лампочка проти запахів, самоочищається одяг, самомоющіеся вікна і самоочищається бетон.
TiO2 - діоксид титану (двоокис титану) - Titanium dioxide - один з найважливіших неорганічних сполук, які споживаються сучасною промисловістю, його унікальні властивості визначають рівень технічного прогресу в різних секторах світової економіки. Перевагами застосування діоксиду титану для виготовлення сонячних батарей, в порівнянні з іншими матеріалами, є хімічна стійкість, нетоксичність, біосумісність і невисока вартість. Його особливістю є значна фотоактивного, а також яскраво виражена залежність електричних властивостей від морфології поверхні і типу кристалічної складу. У природі діоксид титану кристалізується в трьох формах: анатаз, рутил і Брук, які є ширококутного напівпровідник. Завдяки поєднанню електричних та оптичних властивостей, для виготовлення фотоелектричних сонячних батарей найбільший інтерес представляє саме анатаз. Дослідні зразки сонячних батарей, виготовлені із застосуванням наноматеріалів і технологій в Центрі матеріалознавства і універсам Дрекселя, розроблялися з вихідної сировини і матеріалів власного виробництва.
Оскільки сенсибілізовані барвниками сонячні елементи, як перспективний альтернативний джерело електроенергії, є економічно вигідним способом перетворення енергії сонця і потенційної заміною класичних сонячних батарей, спільні роботи співробітників Центру матеріалознавства і Університету Дрекселя над отриманням і застосуванням нових матеріалів, дослідженням їх властивостей, а також підвищенням ефективності цветосенсібілізірованних фотоелементів успішно тривають.
Дослідження фізико-хімічних властивостей нанопорошків діоксиду титану, розробка технології виробництва і застосування синтезованого ТіО2.