Ученые создали гибкие солнечные батареи: их можно складывать, как лист бумаги

Команда китайских ученых создала эффективные гибкие солнечные панели, которые можно использовать на неровных поверхностях, поскольку они сгибаются как бумага, сообщает South China Morning Post. По мнению исследователей, революционная технология найдет широкое применение в аэрокосмической отрасли, носимой электронике и портативных источниках энергии.

Из чего созданы новые солнечные панели

За последние несколько лет достижения в области материалов и производства привели к впечатляющему повышению эффективности кремниевых солнечных элементов. Теперь они могут похвастаться коэффициентом преобразования света в электричество на уровне 26,8%, что приближается к теоретическому пределу в 29,4%.

Кремниевые солнечные элементы составляют около 95 процентов солнечных элементов, используемых на рынке фотоэлектрических систем. Но тонкопленочные солнечные элементы изготавливаются из аморфного кремния, теллурида кадмия, органики и перовскитов. Их использование ограничено из-за их низкой эффективности преобразования энергии и низкой производительности в случае больших площадей и нестабильных условий эксплуатации.

По словам Лю Вэньчжу, профессора Центра новых энергетических технологий Шанхайского института микросистем и информационных технологий (SIMIT), его команде удалось создать инновационную структуру для кремниевых солнечных элементов.

Команда начала с активного и внимательного наблюдения за кремниевыми солнечными элементами, находящимися под изгибом, с помощью высокоскоростных камер. Ученые обнаружили, что растрескивание всегда начиналось с острой V-образной канавки на краю кремниевой пластины — области, которую они определили как ее "слабое место".

Ученые заменили острые V-образные канавки на более гладкие U-образные канавки, которые эффективно распределяют деформацию при изгибе и помогают избежать образование трещин.

Насколько надежны гибкие солнечные панели

Исследователи утверждают, что их панели имеют размеры 60 микрометров и складываются словно лист бумаги. Они так же выдерживают многократные изгибы с радиусом менее 5 мм и углами изгиба, превышающими 360 градусов.

Ученые провели испытания на прочность в различных условиях. Ячейки сохранили 100-процентную эффективность преобразования энергии после 1000 циклов поперечного изгиба. Они также сохранили 99,62 процента своей мощности после термоциклирования от -70 градусов до +85 градусов в течение 120 ч.

Кстати, по словам китайских исследователей, гибкие фотоэлектрические модули большой площади их разработки уже успешно использовались в околокосмических аппаратах. Но до практического применения в масштабах массового производства еще придется подождать.

"Перед крупномасштабным производством необходимо провести дополнительные испытания, чтобы гарантировать постоянную стабильность в реальных условиях эксплуатации, когда стрессовые факторы могут возникать одновременно", — сказал журналистам Лю Вэньчжу.

Ранее Фокус рассказывал, что энергию солнца будут собирать в космосе и отправлять на Землю: как это возможно.