Разработиха соларни панели по-тънки от човешки косъм

Cлед десетилетия проведени изследвания работните характеристики на съставните полупроводникови фотоволтаични устройства значително са се подобрили. В днешно време тези устройства използват изолационни материали, които генерират най-висока мощност на единица площ.

Най-модерните разработки в тази област са соларните панели, които са толкова тънки и гъвкави, че могат да бъдат увити около рамка на очила например, както и да се използват за разнообразна преносима електроника, и дори върху кожата.

Новите соларни панели са разработени от екип от изследователи от Южна Корея и са дебели само един микрометър, което ги прави много по-тънки от човешкия косъм или от слой боя, които обикновено са около 100 микрометра. Те са и стотици пъти по-тънки от стандартните соларни панели, както и три до четири пъти по-тънки от най-малките соларни клетки, които се предлагат на пазара в момента.

Професор Джонгхо Лий, един от изследователите работили по проекта и инженер в Института за наука и технологии в Куанджу, пояснява, че новите соларни панели са по-малко чупливи при огъване, но по отношение на енергийна ефективност се справят подобно и дори по-добре от панелите с дебелина 3,5 микрометра. Според изследователите новият материал е достатъчно гъвкав, за да може да обгърне молив. По време на редица проведени тестове те са установили, че соларните панели могат да работят дори когато са увити около предмет с диаметър едва 1,4 мм.

Разработените от учените от Южна Корея соларни клетки са направени от полупроводника галиев арсенид и се отпечатват директно върху гъвкав материал чрез трансферен печат. Тази процедура премахва и необходимостта от употреба на слепяващо вещество, което би увеличило цялостната дебелина на панела. След това клетките се прикрепят върху гъвкавия материал чрез студено заваряване под налягане при 170 °C.

Така горният слой, наречен фоторезист, се разтопява и действа като временно лепило, а след като изсъхне лесно се отстранява и оставя само здравата метална връзка. Долният метален слой също така служи и като отразител, който насочва блуждаещи фотони обратно към соларните клетки.

Тези свръх тънки фотоволтаични устройства могат да са от голяма полза за приложения, които изискват изключителна механична гъвкавост в съчетание с енергийни характеристики, подобни на стандартните фотоволтаици. За производството им също така се изразходват по-малко ресурси и време. Смята се, че панелите могат да се използват за захранване на т. нар. смарт очила или за преносима електроника, вградена в дрехи, тъй като в тези случаи приемливият размер и тегло на батерията е доста ограничен.

Подобни изключително тънки соларни клетки бяха разработени по-рано тази година, когато изследователи от Масачузетския технологичен институт представиха фотоволтаици, които са толкова леки, че могат да се поставят на сапунен мехур, без да го спукат. Те обаче се оказват почти неизползваеми, тъй като лесно могат да бъдат издухани дори от човешкото дишане.

Учените се стремят да направят соларните панели не само по-малки и леки, но и по-ефективни. През изминалата година учени от Станфордския университет разработват соларни клетки, които могат да абсорбират значително повече слънчева светлина, отколкото традиционните панели, с помощта на “нано жици”, които правят горната метална част на цялата клетка почти прозрачна, което пък позволява абсорбцията на повече енергия от слънцето.

По-рано тази година, изследователи от Университета на Нов Южен Уелс (UNSW) в Австралия поставиха нов световен рекорд за ефективност с фотоволтаични клетки, които могат да съберат повече от една трета (34,5%) от енергията на слънцето без да използват концентратори.