Обычно мы представляем себе солнечные панели, как сплошную квадратную или прямоугольную плиту. Но технологии совершенствуются и инженеры Пусанского национального университета в Корее разработали прототип солнечных элементов, которые не боятся деформаций, благодаря чему их можно складывать.
Жесткие солнечные элементы отлично подходят для установки на крышах и огромных солнечных электростанциях, но остаются проблемы с транспортировкой и внедрением технологий портативных солнечных элементов в автомобилях, телефонах, внутри помещений или даже на одежде.
В последние годы гибкие солнечные элементы уже показали себя многообещающими для всех этих видов приложений. Обычно их изготавливают из тонкопленочных материалов, таких как графен, диселенид вольфрама или селенид галлия, индия, меди (CIGS), нанесенных на гибкие подложки, на полимерной и даже бумажной основе. В результате получается солнечный элемент, который можно слегка согнуть, как карту.
Но сложиться пополам не сломавшись, такие панели пока не могут. А вот другие электронные устройства уже начали приобретать эту способность, например, телефон Samsung Galaxy Fold, которые может открываться и закрываться, как книга.
«В отличие от просто гибкой электроники, складные устройства подвержены гораздо более жестким деформациям, с радиусом изгиба всего 0,5 мм», - говорит профессор Иль Чон, автор исследования. «Это невозможно для обычных ультратонких стеклянных подложек и прозрачных проводников из оксида металла, которые можно сделать гибкими, но не складными».
Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к проводящим пленкам из однослойных углеродных нанотрубок (ОСНТ). Они внедрили эту пленку на полиимидную подложку, а затем легировали ее оксидом молибдена, чтобы улучшить ее проводимость.
В конце концов, исследователи смогли сделать солнечный элемент толщиной всего семь микрометров, который мог складываться до радиуса всего 0,5 мм. Они смогли выдержать без поломок более 10 000 циклов складывания. Конечно, они также хорошо функционировали как солнечные элементы, демонстрируя эффективность преобразования энергии 15,2 процента и прозрачность 80 процентов.
«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 с точки зрения механической стабильности», - говорит Чон.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science
