Солнечная батарея может быть гибкой, прозрачной и более эффективной.
Представьте себе будущее, когда солнечные элементы будут вокруг нас повсюду: на окнах и стенах, сотовых телефонах, ноутбуках и других вещах. Новая гибкая, прозрачная солнечная батарея разработана в Массачусетском технологическом институте (университет и исследовательский центр, расположенный в Кембридже, США, MIT) делает это будущее на один шаг ближе.
Устройство сочетает в себе недорогие органические (углеродсодержащие) материалы с электродами графена – гибкого, прозрачного материала, изготовленного из недорогих и распространенных источников углерода. Продвижение вперед в области солнечной технологии стало возможным благодаря новому способу осаждения одного атома толстого слоя графена на солнечный элемент без повреждения ряда чувствительных органических материалов.
Возможность использовать графен предоставляет возможность изготавливать гибкие, недорогие, прозрачные солнечные элементы, которые могут превратить практически любую поверхность в источник электроэнергии.
Фотоэлектрические солнечные батареи из органических соединений будут иметь целый ряд преимуществ по сравнению с современными неорганическими кремниевыми солнечными элементами. Они станут дешевле и проще в изготовлении, их легче транспортировать, в том числе, в отдаленные районы, не имеющие центральной энергосистемы. И они могут быть прозрачными. Многие органические вещества поглощают ультрафиолетовый и инфракрасный компонент солнечного света, но передают только видимую часть. Поэтому органические солнечные элементы могут быть установлены на любые поверхности и сделать незаметным сбор энергии.
Две основные проблемы замедляли создание графеновых электродов в производственных масштабах. Это осаждение электродов на солнечную батарею. Большинство солнечных элементов используют стекло или пластик. Нанесение электродов из графена непосредственно на них происходит с помощью воды, растворителя и тепла. Затем добавляется пластик или стекло, заканчивая верхним электродом. Но положить верхний электрод на поверхность транспортного уровня и обеспечить нужные отверстия (HTL), было сложной задачей.
Вторая проблема заключалась в том, что два электрода должны играть разные роли. В течение последних трех лет ученые работали над решением этих проблем. Впервые они разработали и оптимизировали процесс укладки нижнего электрода на основание. Способность наносить фотоэлемент на любую поверхность делает процесс перспективным для использования в бытовой электронике. Например, солнечные элементы могут быть изготовлены непосредственно на сотовых телефонах и ноутбуках, а не производиться отдельно, а затем устанавливаться. Это изменение позволит значительно снизить производственные затраты.
В настоящее время исследователи работают над повышением эффективности основы графена и органических солнечных элементов без ущерба прозрачности.
Они рассматривают возможность масштабирования солнечных батарей в устройствах большой площади, необходимых для покрытия окна или стены, где они могли бы эффективно генерировать мощность, оставаясь практически невидимым для человеческого глаза.
