Новые сверхтонкие и гибкие солнечные батареи легко можно намотать на карандаш

Словосочетание солнечная батарея, как правило, вызывает ассоциацию с огромными черными панелями, размещенными на крыше дома или специальных конструкциях. Но южнокорейским ученым удалось создать тонкие и достаточно гибкие солнечные батареи, которыми можно обмотать, например, карандаш.

Новые солнечные ячейки в 50 раз тоньше человеческого волоса и больше чем в 1000 раз тоньше обычных солнечных батарей. Размеры уменьшились до такой степени, что появилась возможность наматывать солнечные элементы на другие объекты или наносить на неструктурированные объекты, такие как ткань.

«Наш фотоэлемент имеет толщину 1мкм» — сказал Jongho Lee, инженер, который участвовал в данном проекте института Gwangju , Южная Корея. «Чем тоньше солнечная ячейка, тем лучше она поддается изгибу» — испытывалась лишь часть нагрузок на более крупных солнечных батареях.

Данные солнечные батареи вполне могут быть использованы для дополнения мощности и срока службы крохотных батарей таких устройств, как смарт часы (умные часы) или  медицинских устройств. Более того, они вполне могут интегрироваться в одежду и вырабатывать электроэнергию, особенно это актуально, если человек работает на открытом воздухе.

Солнечные батареи которые легко можно намотать на карандаш

В целях экономии энергии и развитии альтернативных источников многие исследователи пытаются разрабатывать системы способные генерировать электрическую энергию от движения человеческого тела (бег, ходьба, даже щелчки пальцев), получать энергию от Wi-Fi и миллиметровых волн.

В последние годы особо ощутимо продвигается прогресс в области альтернативной энергетики и сберегающих технологий. Например, в этом году команда ученых из Массачусетского технологического института создала сверхтонкие солнечные батареи с толщиной примерно два микрометра. Данные солнечные ячейки были настолько легкими, что могли размещаться на вершине мыльного пузыря и он, при этом, не лопался.

«Эти ячейки могут быть настолько мелкими, что вы даже можете и не догадываться об их наличии, например, на крышке ноутбука или на вороте вашей рубашки. Они вполне могут идти как дополнение к существующим электронным устройствам» — сказал Vladimir Bulovic, профессор Массачусетского технологического института (MIT) и участник проекта.

В проекте MIT использовали осаждение из паровой фазы для одновременного выращивания всех слоев батареи, что делает ее более тонкой и гибкой, чем при выращивании обычным методом. Южнокорейские ученые, с другой стороны, использовали трансферную печать для покраски солнечной батареи непосредственно на гибкой подложке.

Ячейки основываются на арсениде-галлия (полупроводниковый материал) и наносятся на металлические электроды. Этот процесс был не так давно описан в журнале Applied Physics Letters. Ученые наносят ячейки на электроды при помощи высокого давления и специального материала – фоторезиста, который  действует как временный клей между ячейкой, металлом и подложкой.

После успешного завершения монтажа солнечной батареи, ученые отслаивают фоторезист от готового устройства. Это необходимо для уменьшения веса солнечной батареи, ведь любой постоянный клей значительно добавляет в весе.

Одной из главных проблем данных сверхтонких батарей – это их большая склонность к потери энергии, в отличии от их более крупных «коллег». Однако в них есть и плюс, а именно способность металлического электрода отражать паразитные частицы солнечного света обратно в фотоэлемент,  увеличивая этим общую эффективность системы. Благодаря этому, КПД данной солнечной батареи равен КПД в три раза большей батареи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *