Физики построили солнечные батареи толщиной с паутинку

Устройство, приклеенное к эластичной плёнке, не повреждается даже при сильной деформации под нажатием пластиковой трубки с кончиком диаметром 1,5 мм. Масштабная линейка – 2 мм (фото Martin Kaltenbrunner et al./ Nature Communications).

Опытный образец фотоэлектрического преобразователя насчитывает в толщину всего 1,9 микрометра. Это примерно в десять раз меньше, чем у любых тонкоплёночных СБ, созданных ранее.

Группа учёных из Австрии и Японии разработала органическую солнечную батарею на полимерной подложке. От похожих проектов-предшественников её отличает экстремальная «изящность» всех слоёв и, как следствие, необычайная гибкость. Последнюю авторы устройства продемонстрировали несколькими способами. В частности, они обернули образец СБ вокруг человеческого волоса (радиус сгиба составил 35 мкм).

Схема устройства. Правее и ниже показаны примеры его деформации – обёртывание вокруг волоса и квазилинейное сжатие на 50% (для этого батарею наклеили на предварительно натянутую пластиковую плёнку). Масштабная линейка – 2 мм (иллюстрация Martin Kaltenbrunner et al./ Nature Communications).

Материалы для новой батареи были применены вполне традиционные для такого типа преобразователей. Исключение составила сверхтонкая подложка из полиэтилентерефталата толщиной всего 1,4 мкм.

Снимок с электронного микроскопа – поверхность батареи при сжатии вдоль плоскости. Радиус складок оценивается в 10 мкм. Масштабная линейка – 500 мкм (фото Martin Kaltenbrunner et al./ Nature Communications).

КПД опытного образца составил 4,2%, что более-менее сопоставимо с тонкоплёночными батареями, присутствующими на рынке. А вот удельная (по весу) мощность оказалась внушительной – 10 ватт на грамм. Для сравнения, «жёсткие» модули СБ на основе мультикристаллического кремния могут похвастать удельной мощностью в 10 ватт на килограмм.

Основным полем для применения новинки разработчики считают «электронную кожу» и «умный текстиль», которые в дополнение к солнечным элементам могут быть оснащены электронными схемами и светодиодами, построенными по сходной технологии и, следовательно, столь же гибкими и лёгкими.

(Подробности разработки можно найти в статье в Nature Communications.)



Учёные испытали стерилизуемый органический транзистор

28 марта 2012

Новая технология удешевит солнечные батареи вдвое

14 марта 2012

Индийцы представили солнечные батареи с хранением энергии

5 марта 2012

Американцы создали складной солнечный концентратор

2 марта 2012

Швейцарцы превратили лыжный подъёмник в электростанцию

22 февраля 2012
  • Николай Белойван  4 апреля, 17:12
    Даёшь такие батареи вместо краски на автомобили, корабли и прочее, прочее и частично вопрос с переходом на электротягу решается сам собой.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Шляхтов  4 апреля, 17:26
    А повреждения (механические)? Изгиб это одно, а повреждение несколько другое. Да и захотят ли такую однообразную раскраску, вот в чем вопрос.
    ОтветитьНравится
  • Имя Фамилия  4 апреля, 18:05
    Для черепицы очень даже неплохой цвет :-)
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Соколов  4 апреля, 18:31
    Если такая легкая, можно покрыть огромный дирижабль из современных материалов, заправить его дешевым водородом и использовать в грузоперевозочных или научных целях, ведь Гинденбург вовсе не был «плохой идеей» просто не надо было столько людей туда пихать. А энергию от батарей на электронику и частично на движки...
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Соколов  4 апреля, 18:37
    А в моменты простоя (когда аккумуляторы заряжены) мог бы частично пополнять запас водорода за счет разложения воды электролизом (тоже новые технологии есть)...
    ОтветитьНравится
  • Александр Шаиров  4 апреля, 19:33
    водород опасный, лучше гелий.
    ОтветитьНравится
  • Николай Семененко  4 апреля, 19:41
    сложно воду разложить на гелий ....
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Соколов  4 апреля, 20:50
    Да нафиг дорогой гелий!!!, я гноворю о водороде который дал осечку только один раз — «Гинденбург» и погибни там пара десятков бедных техников никто бы даже и не чихнул во СМИ... Водород легче, легче получать, легче возобновлять запас в любых точках планеты...
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тоцких  5 апреля, 07:15
    Водород не так уж и опасен.... как-то, еще на старой мембране делал подборку и анализ катастроф дирижаблей... там из-за водорода и статики единичные случаи, а 99% банальное раздолбайство и погодные условия.

    А при современных материалах и ингибиторах — водород можно активно пользовать в тех же грузоперевозках...

    ОтветитьНравится
  • Роман Сурков  5 апреля, 16:48
    Тогда лучше не водород, а жидкий вакуум. Да и солнечные батареи не пострадают — вон как скукоживаться могут, аж на 50%.
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тоцких  5 апреля, 18:04
    Жидкий вакуум? Вон оно что ))) Отольете пару ведер? ))))))
    ОтветитьНравится
  • Роман Сурков  5 апреля, 18:38
    А ведро компрессии не отлить? ))
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Федотов  5 апреля, 18:55
    Весь водород выйдет через 2-3 дня ...
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Федотов  5 апреля, 18:56
    А что за ингибиторы для водорода ?
    ОтветитьНравится
  • Роман Сурков  6 апреля, 09:48
    Водород не выйдет, если добавить в качестве ингибитора литров 10 жидкого вакуума. Гидрид вакуума образуется лишь при высоких температурах.
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Федотов  11 апреля, 22:56
    А Гидрид Петросяна при низких ?
    ОтветитьНравится
  • Гайк Григорян  4 апреля, 18:44
    Если эту батарею «натянуть» на солнечный парус это сильно скажется на характеристиках такого «парусника»?
    ОтветитьНравится
  • Александр Химич  5 апреля, 00:07
    Эффективный солнечный парус должен отражать свет, тогда тяга будет почти в 2 раза сильнее, чем при поглощении. Солнечная батарея будет тоже отражать, но довольно мало, в основном поглощать. Их и сейчас-то стараются делать, чтобы отражать всё, что лежит вне рабочего диапазона излучений, чтобы снизить нагрев. Точную цифру я не знаю, возьму с потолка — отражает 50% излучения. Возьмём за 100% тягу идеально отражающего зеркала. 50%- поглощающий парус. Соответственно тяга такой батареи будет 75% от идеальной.
    ОтветитьНравится
  • Гайк Григорян  5 апреля, 09:53
    Выходит при оговорке что органический материал батаре будет устойчив к воздействию космической радиции идея имеет право на жизнь.
    ОтветитьНравится
  •   4 апреля, 18:46
    Мне б не было так смишно :-))) Мой аспирант в соседней лабе пытается получить
    PEDOT PSS на позолоченной никелевой проволоке. Now, сейчас, прямо сейчас.
    Дак вот, сука, ено.. пИдот пысысы не хочет получаццо и оставатся в таком состоянии.
    Стирается, сука, салфеткой :-( Так что не забудьте не в коем случае — НИКОГДА не протирайте такой дирижобл
    салфеткой :-(
    ОтветитьНравится
  • Николай Семененко  4 апреля, 19:44
    а паровым пылесосом можно?


    а как насчет покрыть лаком? стереть материал по сеточке и просто покрыть лаком

    ОтветитьНравится
  •   4 апреля, 19:50
    Еще лучше куском стекла и тяжелым сверху придавитЬ :-)
    ОтветитьНравится
  • Николай Семененко  4 апреля, 19:53
    студента — недодумался ведь
    ОтветитьНравится
  • Николай Семененко  4 апреля, 19:54
    от я дурак .... побегу оформлять паттенту
    ОтветитьНравится
  • Николай Семененко  4 апреля, 19:53
    студента — недодумался ведь
    ОтветитьНравится
  • Алекс Акдов  4 апреля, 22:33
    А если эти батареи да в качестве солнечного паруса? И тяга какая никакая, и электричество запасаем. а дальше это электричество засовываем в ионный движитель. А, как оно?
    ОтветитьНравится
  • Алекс Акдов  4 апреля, 22:35
    О, проглядел, оказалось идея уже застолблена Гайком (((. блин, опять, миллионы мимо!
    ОтветитьНравится
  • Гайк Григорян  5 апреля, 09:56
    Я не жадный! Обещаю процент с первого миллиона :D
    ОтветитьНравится
  • Михаил Тоцких  5 апреля, 07:20
    в ныне модный формат наноспутника поместится больше 5 квадратных метров такой солнечной батареи... солидно...
    ОтветитьНравится
  • Юрий Фёдоров  8 апреля, 09:32
    да
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  30 апреля, 00:51
    Предлагаю игнорировать старперов коммунистов-атеистов хающих запад, но почти все поголовно сидящих там, которые здесь только для того, чтобы найти дурачка-спонсора, чтобы идеть на его шее. Таких старперов как Вреж, Иерархов, Коганицкий, Асташкин и т.п. Превратили славный современный сайт с новостями науки с Запада в клуб вспоминателей СССР и врагов США.
    ОтветитьНравится
  • Константин Верехин  9 января, 11:21
    Полезный сайт о путешествиях http://profi-rosnou.ru/ записки мечтателя
    ОтветитьНравится