Гибкие солнечные батареи внедрят в текстиль

Сентябрь 09, 2014 / Яков Золотов, Специалист по солнечной энергетике

Придание обычным предметам и вещам необычных свойств прочно входит в наш быт. И не за горами тот день, когда продажа керамических блоков, к примеру, сможет решить одновременно и вопрос освещения жилища, если блоки будут нести функцию аккумулирования и преобразования солнечной энергии в электрическую. Пока же китайские ученые предлагают солнечные батареи, интегрированные в ткань.

Гибкие солнечные батареи внедрят в текстиль

По словам разработчиков, идея о создании необычного устройства пришла им на фоне быстрого роста популярности микроэлектроники, внедренной в одежду. Единственной проблемой оставался автономный источник питания, который приходилось крепить на одежде или под ней.

Новый проект, предложенный Хуйшеном Пеном из шанхайского Университета Фудан, поможет обойти данную проблему. Команда ученых сумела создать ткань, которая сама по себе является солнечной батареей.

Строго говоря, инновационная солнечная батарея инкорпорируется в ткань. На выходе получается материал, который по внешнему виду не отличим от обычных тканей, однако умеет генерировать электричество.

Причем неважно, с какой стороны на умную ткань будет попадать свет. Активными являются обе стороны – и лицевая, и изнаночная. Тесты показали, что «солнечный» материал сохраняет свою эффективность даже после двухсот сгибаний/разгибаний.

Стоит отметить, что данная попытка создания гибких солнечных батарей не является первой, однако она стала первой успешной. Ранее специалисты пытались добиться нужных свойств от материалов методом напыления специальных покрытий на требуемые поверхности без строгих постоянных форм, либо путем интегрирования в ткани самих солнечных батарей.

Одним из наиболее перспективных считалось сенсибилизирование солнечных батарей при помощи специального красителя. В них дневной свет поглощается нанесенным пигментом, что приводит к генерации зарядов, которые перетекают в недорогие полупроводниковые секции солнечных панелей.

Солнечные батареи, которые сенсибилизируют особыми красителями, получаются дешевыми и гибкими. Но без герметизации подобные устройства очень быстро теряют свою гибкость и ломаются после нескольких итераций по сгибанию и разгибанию, что приводит к невозможности дальнейшего конвертирования в электричество энергии Солнца.

Именно поэтому Хуйшен Пен пошел по другому пути и инициировал углубленное исследование полимерных солнечных батарей. Несмотря на то, что их КПД вдвое меньше максимальной эффективности солнечных панелей из кристаллического кремния, запаса мощности вполне достаточно, чтобы обеспечивать потребности микроприборов, которые современные технологии предлагают установить на человеке.

Кроме того, полимерные солнечные батареи обладают рядом неоспоримых свойств: они гибкие, обладают малой плотностью и их легко изготовить. Научная команда Пена предлагает «солнечную ткань», которая состоит из микроскопических металлических проводов, сплетенных между собой особым способом.

Используемые провода покрыты слоем активного полимера, который необходим для поглощения дневного света. Также в структуру материала входят нанотрубки из диоксида титана, что обеспечивает ткани электронную проводимость, и дополнительный полимер, который ответственен за дырочную проводимость.

Завершают конструкцию прозрачные электропроводные слои нанотрубок из углерода, которыми ученые покрыли ткань с двух сторон. Именно такое симметричное строение «солнечного материала» обеспечивает ему две активные стороны, позволяющие преобразовывать солнечную энергию вне зависимости от того, куда именно упадет свет.

Испытания показали, что после 200 итераций по сгибанию и разгибанию эффективность тканевых солнечных батарей уменьшилась всего на 0,03% от первоначальной. Эксперты по материаловедению уже высоко оценили новинку, а сами результаты научной работы признали интересными.

Однако материалы, из которых изготавливается «солнечная» ткань, довольно дороги, а технология получения гибких батарей больших размеров с сохранением высокого КПД пока не отработана. По прогнозам аналитиков, как только ученые смогут усовершенствовать эти два момента, новинка станет довольно востребованной в самых разных областях промышленности.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий