Для електроніки створили гнучкі та ефективні сонячні панелі

Вчені з Японії і США розробили гнучкі сонячні панелі, здатні перетворювати світла в енергію з ККД до 10 відсотків і зберігають ефективність при нагріванні до 100 градусів Цельсія, повідомляють розробники в журналі.

Дослідники постійно працюють над поліпшенням сонячних панелей, але, як правило, такі поліпшення спрямовані на підвищення ККД або зниження вартості панелей, хоча існує безліч інших факторів, що впливають на їх застосовність. Зокрема, для використання як джерела енергії в носимих пристроях або розумному одязі панелі повинні витримувати постійні механічні навантаження, а також бути гнучкими і еластичними.

Вчені під керівництвом Такао Сомея (Takao Someya) з японського Інституту фізико-хімічних досліджень (RIKEN) розробили органічні сонячні панелі з високою для такого класу пристроїв ефективністю, а також гнучкістю і здатністю тривало працювати в умовах високих температур. Панель являє собою плівку товщиною в три мікрометри. Близько третини мікрометра займають кілька шарів, відповідальних за вироблення енергії. Вони ізольовані від навколишнього середовища за допомогою шарів парилена і тефлона з одного боку і полііміду з іншого. Вони захищають основну частину сонячної панелі від впливу тепла і не позбавляють пристрою гнучкості.

Дослідники створили велику кількість прототипів і протестували їхні властивості. Деякі прототипи показали десятивідсоткову ефективність перетворення сонячної енергії на електрику. Для порівняння, рекордний показник для органічних сонячних панелей з жорсткою підкладкою становить 13,1 відсотка. Крім цього дослідники протестували стійкість панелей до нагрівання. Випробування показали, що ефективність пристрою не падає при чотиригодинній витримці при ста градусах Цельсія. Також вони протестували його за стандартних умов для тестування органічних сонячних панелей. З'ясувалося, що ефективність пристрою падає на 20 відсотків після більш ніж 500-годинної витримки при 85 градусах Цельсія.

Розробники продемонстрували, що сонячну панель можна наносити за допомогою термоплавкого клею або плівки на різні гнучкі поверхні, наприклад, тканину. При цьому сама сонячна панель не втрачає своїх властивостей, незважаючи на нагрівання при нанесенні.

Минулого року група вчених під керівництвом Такао Сомея представила інші гнучкі органічні сонячні панелі. На відміну від нової розробки вони здатні витримувати занурення у воду, але мають меншу ефективність перетворення сонячного світла на електрику - 7,9 відсотка.