R. Colin Johnson
Внедрением кремниевых нитей в полимерную подложку, исследователи создали гибкие солнечные элементы, способные поглощать до 96% падающего на них света
Исследователи Калифорнийского Технологического института продемонстрировали новый материал для солнечных элементов, состоящий на 98% из синтетических волокон. При испытаниях экспериментальных эластичных ячеек солнечных батарей оказалось, что они способны использовать более 90% квантовой энергии света, в то время как лучшие образцы кремниевых солнечных элементов только 25%. Ожидается, что в перспективе удельная себестоимость получения электроэнергии с помощью синтетических элементов будет примерно в 50 раз ниже, в сравнении с использованием кремниевых.
На фотографии под микроскопом, выполненной Michael Kelzenberg,
видны кремниевые нити, вкрапленные в гибкую прозрачную
полимерную пленку.
Директор Калифорнийского института Resnick Гарри Этвотер (Harry Atwater) сказал: «Развитием техники абсорбции света на относительно разреженных поверхностях из таких волокон мы не только достигли необходимого поглощения света, но и продемонстрировали эффективную оптическую концентрацию световой энергии».
Кремниевые волокна, вкрапленные в прозрачный полимер, имеют диаметр всего 1 мкм при длине 100 мкм. Свет преобразуется в электроэнергию именно в таком кремниевом волокне, при этом часть его отражается в полимерную матрицу, которая обеспечивает поглощение отраженного света другим кремневым волокном. В результате достигается как высокая концентрация энергии, так и высокая эффективность этого материала.
Себестоимость производства солнечных элементов из нового материала должна быть потенциально низкой, поскольку в них содержится только 2% дорогостоящего кремния, а оставшаяся часть изготовлена из дешевого пластика.
Толщина нового материала около 100 микрон такая же, как и у обычных солнечных элементов, но кремний в нем занимает только 2 микрона.
Гарри Этвотер (Harry Atwater) говорит, что сейчас они работают над увеличением рабочего напряжения и размеров солнечных элементов для того, чтобы со временем можно было производить из них гибкие листы, используя дешевое оборудование для рулонных материалов.
