Новые Ультратонкие Солнечные Батареи Достаточно Легки, Чтобы Сидеть На Мыльном Пузыре

{h1}

Ученые создали самые тонкие и легкие солнечные элементы питания - настолько легкие, что их можно задрапировать на мыльный пузырь, не надавливая на него.

Ученые создали самые тонкие и легкие солнечные элементы питания - настолько легкие, что их можно задрапировать на мыльный пузырь, не надавливая на него.

Исследователи предположили, что эти ультратонкие солнечные элементы можно разместить практически на любой твердой поверхности, включая ткань, бумагу и стекло.

Солнечные элементы, технически известные как фотоэлектрические элементы, напрямую преобразуют энергию света в электричество. Новые солнечные элементы имеют толщину всего 1,3 микрона. Для сравнения, средний человеческий волос имеет толщину около 100 микрон.

Новые устройства также имеют сверхлегкий вес и весят всего около 0,01 фунта. за квадратный ярд (3,6 г на квадратный метр). Для сравнения, типичный кусок офисной бумаги весит примерно в 20 раз больше. [Топ 10 изобретений, которые изменили мир]

Идея накинуть солнечную батарею поверх мыльного пузыря возникла потому, что «мы хотели, чтобы люди увидели, насколько тонкой была эта солнечная батарея, но вы не можете заметить разницу между 10-микронной и 1-микронной пленкой на глаз, "сказал ведущий автор исследования Джоэл Джин, инженер-электрик в Массачусетском технологическом институте (MIT). «Мой лаборант Патрик Браун предложил поместить камеру в пузырь, чтобы сделать разницу в весе гораздо более драматичной, поэтому я попробовал. Моя первая реакция на это была, вероятно, очень похожа на вашу -« Круто! »»

Исследователи утверждают, что новые солнечные элементы преобразуют свет в электричество примерно с той же эффективностью, что и обычные солнечные элементы на основе стекла. «Это необычно для гибких ячеек, так же как и для жестких ячеек на стекле», - сказала Джин в интервью WordsSideKick.com.

Кроме того, отношение мощности к весу новых устройств является одним из самых высоких, когда-либо достигнутых для солнечных элементов. По словам исследователей, это является ключом к приложениям, в которых важен вес, например, на космических кораблях или на высотных исследовательских аэростатах.

Обычные солнечные модули на основе кремния вырабатывают около 6,8 Вт на фунт (15 Вт на килограмм), но эти новые устройства могут генерировать более 2720 Вт на фунт (6 Вт на грамм), или примерно в 400 раз больше.

«Это может быть настолько легко, что вы даже не знаете, что это там, на вашей рубашке или на вашей записной книжке», - заявил старший исследователь Владимир Булович, инженер-электрик из MIT. «Эти ячейки могут быть просто дополнением к существующим структурам».

Новые клетки используют органическое соединение, известное как DBP, в качестве основного материала, поглощающего свет. Солнечные элементы расположены между слоями парилена, коммерчески доступного гибкого прозрачного пластика, который широко используется для защиты печатных плат и имплантированных биомедицинских устройств от ущерба окружающей среде.

По словам ученых, солнечные элементы и их париленовые подложки и покрытия изготавливаются в вакуумной камере при комнатной температуре без использования каких-либо растворителей. Напротив, обычное производство солнечных элементов требует высоких температур и агрессивных химикатов. [Топ 10 сумасшедших экологических идей]

Солнечные элементы и парилен выращиваются вместе. По словам исследователей, парилен никогда не нуждается в обработке, очистке или удалении из вакуума во время изготовления, что сводит к минимуму воздействие пыли и других загрязняющих веществ, которые могут ухудшить работу солнечных элементов.

Ученые признали, что солнечный элемент, который они создали для того, чтобы сидеть на мыльном пузыре, может быть слишком тонким, чтобы быть практичным - ошибочное дыхание может сдуть его, сказали они. «Это, конечно, только для шоу, но мы думаем, что это делает для хорошего шоу», сказала Джин.

Исследователи отметили, что они могут легко изготовить париленовые пленки толщиной до 80 микрон, используя коммерческое оборудование, не теряя других преимуществ своей технологии изготовления.

«Используя этот подход, вы могли бы представить, как легкие или даже невидимые солнечные элементы ламинируются на окнах или других твердых поверхностях для электроники, интегрированной в здания и устройства», - сказала Джин. «Более надежный потребительский продукт может использовать эти элементы, наслоенные на обычный гибкий пластиковый лист, который вы можете носить с собой для портативного питания».

Исследователи отметили, что их технология изготовления может использовать множество фотоэлектрических материалов, помимо тех, которые они продемонстрировали до сих пор. «Более эффективная фотоэлектрическая технология может достичь еще более высокого отношения мощности к весу, чем 6 Вт на грамм, которые мы показали в этой первой демонстрации», - сказала Джин.

Ультратонкие солнечные элементы команды MIT почти на порядок тоньше и легче, чем предыдущий рекордсмен, сказал Макс Штейн, специалист по материалам из Мичиганского университета в Анн-Арборе, который не принимал участия в этой работе. В результате он отметил, что это исследование "имеет огромное значение для максимизации отношения мощности к весу - что важно, например, для аэрокосмических применений - и для способности просто ламинировать фотоэлектрические элементы на существующие структуры".

Пока неизвестно, когда эти солнечные элементы могут быть коммерчески доступны, «но общее правило заключается в том, что для перехода технологии из исследовательской лаборатории на рынок требуется десятилетие», - сказала Джин. Некоторые из основных проблем при расширении этого подхода для коммерческого использования могут включать разработку интегрированной системы для высокопроизводительного производства - например, обработки с рулона на рулон - увеличение скорости осаждения и определение приложений, в которых сверхлегкая и гибкая ячейка будет предоставить какое-то уникальное значение пользователю. "

Жан, Булович и их коллега Энни Ванг, также из MIT, подробно изложили свои выводы в апрельском выпуске журнала Organic Electronics.

Подписывайтесь на нас @wordssidekick, facebook & Google+. Оригинальная статья о WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com