Фізики побудували сонячні батареї товщиною з павутину

Дослідний зразок фотоелектричного перетворювача налічує в товщину всього 1,9 мікрометра. Це приблизно в десять разів менше, ніж у будь-яких тонкоплівкових СБ, створених раніше.

Група вчених з Австрії та Японії розробила органічну сонячну батарею на полімерній основі. Від схожих проектів-попередників її відрізняє екстремальна «витонченість» всіх слоїв і, як наслідок, надзвичайна гнучкість. Останню автори пристрої продемонстрували декількома способами. Зокрема, вони обернули зразок СБ навколо людської волосини (радіус згину склав 35 мкм).

Схема пристрою. Правіше і нижче показані приклади його деформації - обгортання навколо волоса і квазілінійних стиснення на 50% (для цього батарею наклеїли на попередньо натягнуту пластикову плівку). масштабна лінійка – 2 мм (ілюстрація Martin Kaltenbrunner et al./ Nature Communications).

Матеріали для нової батареї були застосовані цілком традиційні для такого типу перетворювачів. Виняток склала надтонка підкладка з поліетилентерефталату завтовшки всього 1,4 мкм.

Знімок з електронного мікроскопа - поверхня батареї при стисненні вздовж площині. Радіус складок оцінюється в 10 мкм. Масштабна лінійка - 500 мкм (фото Martin Kaltenbrunner et al./ Nature Communications).

ККД дослідного зразка склав 4,2%, що більш-менш можна порівняти з тонкоплівковими батареями, присутніми на ринку. А от питома (за вагою) потужність виявилася значною - 10 ват на грам. Для порівняння, «жорсткі» модулі СБ на основі мультикристаллічного кремнію можуть похвалитися питомою потужністю в 10 ват на кілограм.

Основним полем для застосування новинки розробники вважають «електронну шкіру» і «розумний текстиль», які на додаток до сонячних елементів можуть бути оснащені електронними схемами і світлодіодами, побудованими за подібною технологією і, отже, настільки ж гнучкими і легкими.

(Подробиці розробки можна знайти в статті в Nature Communications.)