Разработиха технология за полагане на соларни клетки върху извити повърхности

Термосвиваема технология, разработенa от учени от японския институт Рикен, може да даде възможност за прикрепяне на соларни клетки върху предмети, чиято форма затруднява плътното поставяне на слоеве върху тях (ламиниране). Скорошни проучвания показват, че извитите соларни панели улавят слънчевата светлина по-ефективно в облачни дни, отколкото плоските панели. Един от вариантите за производство на извити електронни компоненти е чрез използването на подобни на гума субстрати, но соларните клетки, разположени върху такива субстрати имат много по-ниска ефективност. За разлика от това, соларните клетки, монтирани върху гъвкави листове, имат висока ефективност, но прикрепянето им към извити повърхности е трудно.

Изследователи от Института Рикен, ръководени от Такао Сомея, осъзнават, че този проблем може да бъде решен чрез термосвиваемо фолио, което обикновено се използва за капсулиране на продукти, например лекарства. Въпреки че повечето електронни компоненти са прекалено нееластични или чупливи, за да се прикрепят към термосвиваемо фолио, екипът специализира в производството на ултратънки устройства с уникални свойства. “Когато дебелината на един материал се намали, той става по-гъвкав. Въпреки че използваме нееластични материали като метали и пластмаса, те са три пъти по-тънки от найлонова торбичка и могат да се огъват под остър ъгъл, без да се счупят”, обяснява постдокторантът Стивън Рич.

Рич и трима негови колеги от Института Рикен прикрепят неразтеглив, но гъвкав полимерен лист към термосвиваемо фолио, след което използват микроскопия, за да наблюдават слоестата структура по време на различни варианти на експозиция на топлина. Тези тестове показват, че при свиването на площта на устройството с до 70% ултратънките листове освобождават напрежението от свиването чрез формиране на малки гънки.

Контролирайки размера на тези гънки и избирайки материали, устойчиви както на топлина, така и на набръчкване, екипът от Рикен открива, че може да свие органични фотоволтаични модули върху кръгли предмети и такива с остри ъгли и неправилни извивки.

Въпреки че учените очакват, че свиването може да повреди фотоволтаичните компоненти и да намали ефективността им, се случва точно обратното. Експериментите показват, че фотонните свойства на нагънатите структури подобряват поглъщането на светлина, увеличавайки ефективността на преобразуване на енергия с до 17% в сравнение с плоските устройства.