Полностью складная солнечная батарея сгибается пополам, не ломаясь
В последние годы гибкие солнечные элементы показали себя перспективными для всех этих видов применения
Представьте себе солнечные батареи, и вы, скорее всего, представите себе твердую квадратную плиту. Но технология становится все более гибкой, и теперь инженеры из Пусанского национального университета в Корее разработали прототип солнечных батарей, которые полностью складываются.
Жесткие солнечные элементы отлично подходят для крепления на крышах и огромных солнечных фермах, но они могли бы использовать немного больше гибкости, чтобы облегчить их транспортировку или поместить технологию в транспортные средства, телефоны, внутренние устройства или даже одежду.
В последние годы гибкие солнечные элементы показали себя перспективными для всех этих видов применения.
Они обычно изготавливаются из тонкопленочных материалов, таких как графен, диселенид вольфрама или селенид индия-галлия меди (CIGS), нанесенных на гибкие подложки, такие как полимеры или даже бумага. В результате получается солнечный элемент, который может изгибаться в ограниченной степени.
Но до сих пор они не смогли полностью сложиться пополам, не сломавшись. Другие электронные устройства начинают приобретать эту способность, как это видно на примере телефонов Samsung Galaxy Fold (среди прочих), которые могут открываться и закрываться, как книга.
“В отличие от просто гибкой электроники, складные устройства подвержены гораздо более жестким деформациям, с радиусами складывания всего 0,5 мм”, — говорит профессор Иль Чон, автор исследования. “Это невозможно с обычными ультратонкими стеклянными подложками и прозрачными проводниками из оксида металла, которые можно сделать гибкими, но никогда полностью не складывающимися”.
Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к проводящим пленкам из одностенных углеродных нанотрубок (SWNTs). Они поместили эту пленку на полиимидную подложку, а затем покрыли ее оксидом молибдена, чтобы улучшить ее проводимость.
В конце концов исследователи смогли сделать солнечный элемент толщиной всего в семь микрометров, который мог складываться до радиуса всего 0,5 мм. Они смогли выдержать более 10 000 циклов складывания, не сломавшись.
И они, конечно, также хорошо функционировали, как и солнечные батареи, демонстрируя эффективность преобразования энергии 15,2 процента и 80-процентную прозрачность.
“Полученные результаты являются одними из лучших среди тех, о которых сообщалось до сих пор для гибких солнечных элементов, как с точки зрения эффективности, так и механической стабильности”, — говорит Иль Чон.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.