Если раньше некоторые солнечные панели можно было просто гнуть, то теперь их можно сложить как книжку
Жесткие солнечные элементы отлично подходят для установки на крышах и огромных солнечных фермах, но добавление им гибкости позволило бы упростить их транспортировку или внедрить аналогичные технологии в автомобили, телефоны, домашние устройства или даже одежду.
В последние годы гибкие солнечные элементы показали себя многообещающими для всех этих видов интеграции. Обычно они изготавливаются из тонкопленочных материалов, таких как графен, диселенид вольфрама или селенид галлия, индия, меди (CIGS), нанесенных на гибкие подложки, от полимеров до обычной бумаги. В результате получается солнечный элемент, который можно до некоторой степени сгибаться и сворачиваться, как старинная карта.
Но до сих пор они не могли полностью складываться пополам, не сломавшись. «В отличие от просто гибкой электроники, складные устройства подвержены гораздо более жестким деформациям, с радиусом складывания всего 0,5 мм», — поясняет профессор Иль Чон, автор исследования. «Это невозможно с обычными ультратонкими стеклянными подложками и прозрачными проводниками из оксида металла, которые можно сделать гибкими, но точно не складными».
Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к проводящим пленкам из однослойных углеродных нанотрубок (ОСНТ). Они внедрили эту пленку на полиимидную подложку, а затем легировали ее оксидом молибдена, чтобы улучшить проводимость.
В результате, ученые смогли сделать солнечный элемент толщиной всего семь микрометров, который мог складываться до радиуса всего 0,5 мм. Он смог выдержать без поломок более 10 000 циклов складывания. При этом устройство осталось энергоффективным, демонстрируя эффективность преобразования энергии 15,2% и прозрачность 80%.
«Полученные результаты являются одними из лучших для гибких солнечных элементов среди тех, о которых известно на сегодняшний день. Наше устройство лучее как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения механической стабильности», — заверил Чон.
