Новий рекорд руйнування, гнучка сонячна клітина могла б поставити міста майбутнього

Традиційні фотоелектричні сонячні елементи стають відносно ефективними при перетворенні світла в електричну. Ці пристрої, засновані на силіконовій основі, вже забезпечують мільйони будинків у всьому світі. Але вони також є жорстоко жорсткими, що ускладнює їх включення до складних, різнорідних міських середовищ. Щоб вирішити цю проблему, група дослідників розробила гнучку сонячну батарею, яка нещодавно порушила рекорд ефективності в своїй категорії.

Він називається органічним сонячним елементом на основі розчину, який означає, що він виготовлений з двох типів двох різних шарів полімеру, нанесених на гнучку плівку. Вчені з Університету Ерланген-Нюрнберг у Німеччині та Південно-Китайський технологічний університет змогли досягти ефективності перетворення 12,25% на площі в один квадратний сантиметр, що є помітним кроком в порівнянні з попереднім рекордом 9,7%. Група опублікувала свої результати в журналі Енергія природи.

Звичайно використовувані фотоелектричні елементи досі значною мірою виграють конверсійну конкуренцію, з максимальною теоретичною ефективністю 29 відсотків. Але поліпшені гнучкі сонячні батареї пропонують переконливі компроміси: що вони гнучкі, що ми могли б одного дня мати будівлі в щільно упакованих містах, буквально загорнуті в шар сонячних панелей. Можливість покривати набагато більшу площу поверхні може компенсувати те, чого клітини в даний час бракує ефективності.

Масові сонячні ферми з Китаю до Каліфорнії зробили революцію в тому, як ми можемо використовувати неймовірну кількість світлової енергії сонця на Землі щодня. Але ці види масивів є астрономічно дорогими і вимагають великих просторів невикористаних земель.

Гнучка альтернатива, представлена ​​в цьому дослідженні, використовує менше матеріалів, що призводить до зниження виробничих витрат, і може бути реалізовано через існуючу інфраструктуру. Доктор Нін Лі, вчений з матеріалів ФАУ, заявив, що це спільне зусилля знайшло формулу, яка, ймовірно, призведе до просування гнучкого дослідження сонячних елементів.

"Я думаю, що найкращим способом описати нашу роботу є уявлення про коробку з цегли Lego", пояснив Лі. "Наші партнери в Китаї ввели і скорегували єдині молекулярні групи в структуру полімеру, і кожна з цих груп впливає на особливу характеристику, важливу для функціонування сонячних елементів".

Наступним кроком для цього проекту є розробка великого прототипу для початку тестування.

Ці гнучкі клітини не замінять надійні клітини на основі кремнію, замість цього вони доповнюють їх. Сільські та приміські будинки з більшим простором, ймовірно, продовжать використовувати високоефективні, але жорсткі клітини. Але коли майбутні хмарочоси непомітно рухаються, щоб пристосуватися до вітру, сонячні панелі майбутнього можуть коли-небудь зігнутися разом з ними.