Гретцель, Михаэль

В 1968 году окончил Свободный университет Берлина, в 1971 году получил степень доктора философии по естествознанию в Берлинском техническом университете. В 1976 году получил степень доктора наук по физической химии.

С 1977 года по настоящее время работает в Федеральном институте технологии Швейцарии в Лозанне, возглавляя лабораторию фотоники и межфазных границ.

Выступал в качестве постдокторанта, лектора, приглашённого профессора в берлинском Институте ядерных исследований имени Гана и Мейтнер, Свободном университете Берлина, Калифорнийском университете в Беркли, Нефтегазовом исследовательском фонде университета Нотр-Дам (США) и других образовательных и исследовательских центрах.

В 1991 году в журнале Nature была опубликована его прорывная работа о новом типе солнечных ячеек на основе мезоскопических оксидных полупроводниковых частиц с широкой запрещённой зоной, покрытых органическим красителем, прославивших имя профессора и получивших название ячеек Гретцеля.

Михаэль Гретцель — обладатель 16 почётных докторских степеней в университетах Азии и Европы (среди которых Карлов университет в Праге, Городской университет Гонконга, а также университеты Дании, Голландии, Китая, Швеции, Сингапура и других стран)^[3]. Он лауреат десятков престижных научно-технологических наград, таких как Гран-при «Технология тысячелетия», медаль Фарадея британского Королевского общества, премии Гутенберга, Альберта Эйнштейна, и другие.

Он является членом Швейцарского химического общества, Общества им. Макса Планка и Германской академии наук (Леопольдина), а также почётным членом Израильского химического общества, Болгарской академии наук и британского Королевского химического общества и член Национальной Академии Инвесторов в Соединённых Штатах.

Участвовал в разработке ячейки Гретцеля (совместно с Brian O’Regan) и разработал способ применения наноматериалов при изготовлении литий-ионных аккумуляторов.

Михаэль Гретцель — один из разработчиков так называемой ячейки Гретцеля, работающей на принципах, схожих с биохимическим процессом фотосинтеза, с помощью которого растения преобразуют энергию света в сахара. Изобретение, над которым работал учёный с 70-х годов прошлого века, представляет выгодную альтернативу дорогим и сложным технологиям фотогальванических батарей, создаваемых на основе кремния (в частности, в последних требуется дорогостоящий кремний высокой степени очистки). По сравнению с кремниевыми батареями ячейки Гретцеля относительно простые в устройстве и выполнены из недорогих материалов.

В основу первых ячеек Гретцеля, открытых в 1991 году, положен пористый слой наночастиц оксида титана, покрытых органическим красителем. Электроны с органического красителя, способного эффективно поглощать солнечный свет, перетекают на проводящий электрод из диоксида титана, создавая электрический поток.

В производство такие ячейки начали поступать лишь в 2009 году. На первом этапе они обладали низкими показателями эффективности 3-8 % и низкой стабильностью из-за наличия нестабильного жидкого электролита и органического красителя в составе ячеек. К 2012 их эффективность удалось повысить до 11,9 %.

Более 20 лет исследователи во главе с Гретцелем работали над тем, чтобы повысить эффективность солнечных ячеек Гретцеля и упростить технологию их производства. В 2009 году учёным из Японии удалось совершить прорыв и перейти от органического красителя в составе ячеек к гибридным органо-неорганическим перовскитным материалам, а в 2012 — заменить жидкий электролит твёрдым органическим полупроводником. Возникший при этом новый класс устройств — так называемые «перовскитные солнечные ячейки» — в настоящий момент относится к числу наиболее интенсивно исследуемых материалов в мире. Лабораториям Михаэля Гретцеля принадлежат несколько мировых рекордов: в 2026 году сертифицированная эффективность перовскитных элементов достигла 25,77 %, а трёхпереходных элементов (совместно с CSEM) — 30,02 %^[4][5].

В 2026 году группа Гретцеля разработала метод повышения стабильности перовскитных элементов с использованием ионов рубидия, что позволило сохранить 99,2 % эффективности после 1300 часов непрерывной работы^[4].

Учёный — автор более 1300 публикаций, двух монографий, обладатель более 50 патентов. Он входит в тройку наиболее цитируемых в мире учёных-химиков.

Батареи на основе ячеек Гретцеля более удобны с потребительской точки зрения, чем кремниевые фотоэлементы — их можно делать гибкими, а также выполнять в различных цветовых решениях. Это удобно для использования и выработки электроэнергии, к примеру, в различных конструктивных элементах зданий.

Можно создавать структурно прозрачные ячейки, способные вырабатывать электроэнергию на различных диапазонах частот светового потока, вплоть до инфракрасного. Это означает, в частности, возможность встраивания таких элементов, к примеру, в оконные стекла, достигая двойного эффекта с охлаждением помещений и попутной электрогенерацией.