Солнечная батарея толщиной с бумагу может превратить любую поверхность в источник энергии
Исследователи разрабатывают масштабируемую технологию производства сверхтонких и легких солнечных элементов, которые можно легко добавить на любую поверхность.
Ученые из Массачусетского технологического института (США) разработали сверхлегкие тканевые солнечные элементы, которые могут быстро и легко превратить любую поверхность в источник энергии, пишет news.mit.edu.
Гибкие и прочные солнечные элементы могут обеспечивать энергией носимые гаджеты, могут питать устройства при помощи которых спасатели оказывают помощь в чрезвычайных ситуациях. Они в 100 раз легче обычных солнечных панелей, генерируют в 18 раз больше энергии на килограмм и изготавливаются из полупроводниковых чернил методом печати. Исследователи уверены, что в будущем можно технологию можно будет масштабировать. Также солнечные элементы можно ламинировать и таким образом прикреплять их к самым разным поверхностям.
Кремниевые солнечные элементы довольно хрупкие, поэтому их заключают в стеклянный корпус и скрепляют всю конструкцию алюминиевой рамой, что ограничивает их использование. Однако несколько лет назад команда ONE Lab разработала солнечные элементы, используя тонкопленочные материалы, которые были настолько легкими, что могли быть помещены на поверхность мыльного пузыря. Но для изготовления таких солнечных батарей пришлось прибегнуть к весьма дорогостоящему методу. Поэтому о масштабировании технологии до промышленных масштабов пришлось забыть.
Позже исследователи принялись за разработку тонкопленочных солнечных элементов, которые можно было бы напечатать. Основой послужили специальные "электронные" чернила. При помощи спецтехники они нанесли несколько слоев электронных чернил на подготовленную съемную подложку толщиной всего 3 микрона. А потом методом трафаретной печати нанесли электроды на полученную структуру. Таким образом и был создан солнечный модуль. Затем печатный модуль толщиной около 15 микрон отделили от пластиковой подложки, сформировав сверхлегкое солнечное устройство.
Ученые поняли, что устройство крайне хрупкое, а потому им понадобится легкая, гибкая и прочная подложка, к которой можно было бы прикрепить солнечный элемент. И они нашли идеальный материал — композитную ткань весом всего 13 граммов на квадратный метр, — Dyneema. Эта ткань изготовлена из настолько прочных волокон, что их использовали в качестве канатов для подъема затонувшего круизного лайнера Costa Concordia со дна Средиземного моря. Добавив слой УФ-отверждаемого клея толщиной всего несколько микрон, исследователи прикрепляют солнечные модули к ткани. Таким образом была сформирована сверхлегкая и механически прочная солнечная конструкция.
В ходе тестов устройство генерировало 730 ватт энергии на килограмм (без тканевой подложки) и 370 ватт на килограмм с подложкой Dyneema, что примерно в 18 раз больше мощности на килограмм, чем дают обычные солнечные батареи.
Согнув солнечную батарею более 500 раз, элементы по-прежнему работали, сохраняя 90-процентную эффективность.
Ранее мы сообщали о том, что компания Xiaomi презентовала аккумулятор, оснащенный солнечной панелью, которая поможет ему в накоплении энергии.