Разработана специальная пленка, которая может превратить любую поверхность в солнечную батарею: как это работает

Инженеры Технологического института в Массачусетсе разработали сверхлегкие тканевые солнечные элементы, способные мгновенно превращать любую поверхность в источник энергии. Эти гибкие и прочные "панели" имеют толщину, не превышающую толщину человеческого волоса. Для удобства использования они приклеены к легкой и прочной ткани.

Легкие и удобные

По мнению разработчиков, использовать эти элементы можно будет, к примеру, за городом на природе или в каких-то чрезвычайных ситуациях. Электроэнергию "панели" могут вырабатывать буквально на ходу. Также их легко переносить, а разворачиваются они очень быстро.

По весу новинка в 100 раз легче обычных солнечных панелей. При этом энергии на килограмм массы элементы могут вырабатывать в 18 раз больше.

Прочная и компактная солнечная батарея

Изготавливаются изобретенные учеными солнечные элементы путем печати с помощью специальных полупроводниковых чернил. То есть при необходимости их можно создавать на очень больших площадях. Также, к примеру, такие элементы можно нанести на парус яхты, на туристическую палатку и даже на крылья дрона, что увеличит дальность его полета.

Традиционные солнечные элементы из кремния, как известно, имеют такой недостаток, как хрупкость. Именно поэтому их заключаются в прочный корпус на надежной раме. Такая конструкция значительно ограничивает места, где могли бы быть применены солнечные панели. Новинка, разработанная учеными, такого недостатка полностью лишена.

Наука и технологии: как изготавливаются элементы

Изготавливают солнечные элементы исследователи в чистой комнате, покрывая пластиковое основание наночернилами с помощью специального устройства. Печать они при этом используют трафаретную. После высыхания чернил, ученые отделяют получившийся солнечный элемент от пластиковой основы.

Далее элемент наклеивают на сверхлегкую подложку. Тонкая и прочная подложка представляет собой ткань, известную под названием «Дайнема». Эта сверхпрочная ткань была изобретена в 60-е годы в Голландии. Сегодня из нее делают бронежилеты. Также волокна, из которых изготовляют ткань «Дайнема», использовали, к примеру, когда-то для вязки канатов, с помощью которых со дна Средиземного моря был поднят круизный лайнер Costa Concordia.

Для фиксации солнечных элементов на подложке ученые используют УФ-клей слоем, толщина которого составляет всего несколько микрон. Конечно, можно было бы напечатать солнечные элементы непосредственно на ткани. Однако, по словам ученых, это ограничило бы для них выбор материала. Ткань пришлось бы подбирать с характеристиками, совместимыми со всеми этапами печати, включая химический и термический факторы.

Характеристики элементов

В ходе тестирования, которое провели эксперты, выяснилось, что на 1 кг веса новое устройство может вырабатывать до 370 Вт электроэнергии. К примеру, тяжелые солнечные панели на крыше Массачусетского университета вырабатывают на настоящий момент 8000 Вт энергии. Заменить их, таким образом, смогут всего 20 кг изобретенных учеными печатных элементов.

Помимо высокой емкости, новинка, по словам ученых, отличается еще и долговечностью. Корректно работать элементы могут даже после 500 их скручиваний и раскручиваний.