Дослідники розробили ультратонкі легкі сонячні батареї

Команда дослідників розробила нову техніку для виробництва ультратонких і легких сонячних елементів, які можна легко інтегрувати в будь-яку поверхню. Інженери Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили нові ультралегкі тканинні сонячні батареї, які можуть легко та швидко перетворити будь-яку поверхню на джерело енергії. Ці міцні, гнучкі сонячні батареї, які набагато тонші за людську волосину, приклеєні до міцної легкої тканини, завдяки чому їх легко встановити на нерухому поверхню. 

Вони можуть забезпечувати енергією в дорозі як зносостійка силова тканина або транспортуватися та швидко розгортатися у віддалених місцях для надання допомоги в надзвичайних ситуаціях. Вони становлять соту вагу звичайних сонячних панелей, виробляють у 18 разів більше енергії на кілограм і виготовлені з напівпровідникових чорнил за допомогою процесів друку, які в майбутньому можна масштабувати до виробництва великих площ.

Оскільки вони дуже тонкі та легкі, ці сонячні елементи можна ламінувати на багато різних поверхонь. Наприклад, їх можна інтегрувати у вітрила човна, щоб забезпечити енергією під час перебування в морі, прикріпити до наметів і брезенту, які розгортають під час аварійно-відновлювальних операцій, або застосувати на крилах дронів, щоб збільшити дальність їх польоту. Цю легку сонячну технологію можна легко інтегрувати у вбудоване середовище з мінімальними потребами в установці.

«Показники, які використовуються для оцінки нової технології сонячних елементів, як правило, обмежуються ефективністю перетворення електроенергії та вартістю в доларах за ват. Не менш важливою є інтегрованість — легкість адаптації нової технології. Легкі сонячні тканини забезпечують інтегрованість, надаючи поштовх для поточної роботи. Ми прагнемо прискорити впровадження сонячної енергії, враховуючи нинішню нагальну потребу в розгортанні нових безвуглецевих джерел енергії», — говорить Володимир Булович, голова Фаріборза Масіха з нових технологій, керівник лабораторії органічної та наноструктурної електроніки (ONE Lab), директор MIT .nano та старший автор нової статті, що описує роботу.

Випробовуючи пристрій, дослідники Массачусетського технологічного інституту виявили, що він може генерувати 730 Вт електроенергії на кілограм в автономному стані та близько 370 Вт на кілограм, якщо розгорнути її на високоміцній тканині Dyneema, що приблизно у 18 разів більше потужності на кілограм. ніж звичайні сонячні елементи.

«Типова сонячна установка на даху в Массачусетсі має потужність близько 8000 Вт. Щоб генерувати таку саму кількість електроенергії, наші тканинні фотоелектричні пристрої лише додадуть приблизно 20 кілограмів (44 фунти) на дах будинку», — каже він.

Вони також перевірили довговічність своїх пристроїв і виявили, що навіть після згортання та розгортання тканинної сонячної панелі понад 500 разів клітини все ще зберігали понад 90 відсотків своїх початкових можливостей вироблення електроенергії.

Хоча їх сонячні батареї набагато легші та більш гнучкі, ніж традиційні батареї, їх потрібно було б помістити в інший матеріал, щоб захистити їх від навколишнього середовища. Органічний матеріал на основі вуглецю, який використовується для виготовлення клітин, може бути модифікований шляхом взаємодії з вологою та киснем у повітрі, що може погіршити їхню роботу.