Сонячна панель завтовшки з папір перетворює будь-яку поверхню на фотогальванічну

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту створили сонячні панелі тонші за людське волосся. Нова розробка забезпечує у 18 разів більше енергії на кілограм поверхні, ніж сучасні сонячні панелі на основі скла та кремнію. Фактично такі сонячні елементи у 100 разів легші за звичайні фотогальванічні елементи.

Якщо з’явиться можливість масштабувати цю технологію, результати можуть бути дуже позитивними. Тисячі складів покривають американський ландшафт. Їхні широкі дахи — найкраще місце для сонячних електростанцій, але не кожен дах може витримати вагу сучасних кремнієвих сонячних панелей, зазначає представник команди дослідників Массачусетського технологічного інституту. Якби існували у великій кількості легші сонячні панелі, можна було б дуже швидко електрифікувати ці дахи.

Команда Массачусетського технологічного інституту покрила лист пластику шаром парилену завтовшки кілька мікрометрів. Парилен має електроізоляційні властивості та захищає від вологи та хімічної корозії. Крім того, дослідники наносили різні шари фотогальванічних елементів, використовуючи чорнило для друку з різних матеріалів. Уся структура такого елемента має товщину від 2 до 3 мікрометрів. Дослідники вибрали органічний напівпровідник для активного шару перетворення світла в електрику, а срібні нанопроводи та провідний полімер використовували як прозорі електроди.

Тканинні модулі мають питому потужність 370 Вт на кілограм при вазі 0,1 кг на квадратний метр, а значить панель 1 кв.м генерує лише близько 37 Вт енергії. Комерційні побутові кремнієві сонячні панелі, навпаки, мають питому потужність 20 Вт/кг при вазі 10,7 кг/м2, що дає близько 200 Вт на квадратний метр. А тонкоплівкові сонячні модулі з телуриду кадмію на скляних підкладках мають питому потужність 13 Вт/кг і важать 14 кг/м2, тобто панель 1 кв.м генерує 274 Вт енергії.

Сонячні елементи завтовшки з папір повинні бути стабільними для використання в реальному світі. Дослідники планують провести більш широкі випробування та створити легкий герметизуючий шар, здатний протистояти зовнішньому впливу та забезпечувати безпеку і працездатність сонячних елементів протягом багатьох років. Передбачається, що з таким захистом сонячні елементи зможуть служити від 5 до 10 років, що цілком достатньо для промислового застосування.