Гибкие солнечные батареи удобно встраивать в автомобили, гаджеты, бытовую технику и даже одежду, а транспортировать их проще, чем большие жесткие модули. Разработки последних лет в этой области демонстрируют многообещающие результаты. Обычно такие фотопанели изготавливаются из тонкопленочных полупроводниковых материалов, нанесенных на гибкие подложки, например, полимеры или бумагу.
И хотя фотомодули с той или иной мерой гибкости уже выпускаются, до сих пор не существовало солнечной батареи, которую можно полностью сложить пополам. Этот пробел восполнили ученые из Пусанского национального университета Южной Кореи. Они сделали прототип фотоэлектрической панели, которая складывается в абсолютно плоскую конструкцию. О своих успехах инженеры рассказали в статье журнала Advanced Science.
«В отличие от гибких электронных устройств, складные девайсы испытывают значительно большие деформации, так как радиус складывания равен всего 0,5 мм, — объясняет профессор Иль Чон, один из разработчиков. — Его невозможно достичь с привычными ультратонкими подложками из стекла и прозрачными полупроводниками из оксидов металлов, которые могут быть гибкими, но складными — никогда».
Чтобы создать действительно складную солнечную батарею, южнокорейские инженеры использовали проводящую пленку тонкую из однослойных углеродных нанотрубок. Ее объединили с полиимидной основой, а затем легировали оксидом молибдена, чтобы повысить проводимость.
В итоге получился фотоэлемент толщиной всего 7 микрометров, для которого безопасный радиус складывания составил те самые 0,5 мм. По итогам проверки эта фотопанель выдержала без поломок более 10 тысяч циклов складывания. Новые фотоэлементы обладают прозрачностью 80% и хорошо справляются со своей основной функцией — выработкой электроэнергии с использованием солнечного света, КПД складных панелей достигает 15,2 %.
«Полученные результаты — одни из лучших среди тех, о которых сообщалось ранее для гибких фотоэлектрических элементов, с точки зрения как эффективности, так и механической стабильности», — заявил Иль Чон.