Первые в мире «сними-и-приклей» тонкопленочные элементы

У солнечных батарей при всех преимуществах есть один недостаток, сдерживающий их использование. Фотоэлектрические панели плоские и жесткие. Для расширения сферы их применения ученые уже давно ищут способ сделать солнечные панели мягкими, что позволит их крепить практически к любой поверхности. Однако если сами гибкие фотопреобразователи уже созданы, надежных способов их монтажа на любую поверхность до сих пор не существовало. Недавно Стэнфордский университет объявил, что в его стенах разработаны первые в мире «сними-и-приклей» тонкопленочные элементы.

Ученые добились успехов в создании солнечных элементов на гибкой подложке, которые сегодня достаточно известны. Профессор Хаолин Чжэн (Xiaolin Zheng) и аспирант Чи Хван Ли (Chi Hwan Lee) расширили возможности для применения таких элементов.

Гибкие солнечные батареи нужны для использования на обычных, не прошедших специальной обработки поверхностях. Однако часто поверхности недостаточно ровные и не приспособлены к тепловому и химическому воздействию, требуемому для монтажа. По словам Чжэна, главной проблемой, с которой им пришлось столкнуться, было сохранение эффективности пленочных преобразователей.

Изобретение ученых из Стэнфорда представляет собой «сэндвич» из нескольких слоев. Основа из кремния и двуокиси кремния покрывается тонким, 300 нанометров, слоем никеля. Готовые тонкопленочные элементы наносятся на никелевый слой стандартными методами и покрываются слоем защитного полимера. Завершает «сэндвич» термопленка.

Готовый для монтажа на произвольную поверхность солнечный элемент заключен между жесткой основой и термопленкой. Это позволяет сохранить его свойства до начала эксплуатации.

Для монтажа на рабочую поверхность «сэндвич» нужно размочить. Пластину погружают в воду комнатной температуры и слегка поддевают край термопленки, чтобы вода могла просочиться между никелем и жесткой основой.

Солнечный элемент освобождается от основания, но пока еще держится на термопленке. После ее кратковременного, в течение нескольких секунд, нагрева до 90 градусов Цельсия, ячейки могут быть закреплены практически на любой поверхности с помощью клея или двустороннего скотча, после чего термопленка удаляется.

Как отмечает Чжэн, тесты показали, что после монтажа функциональные возможности солнечных элементов практически не изменяются. Кроме того, технология не создает отходов. Кремниевые пластины остаются неповрежденными и могут быть использованы повторно.

Чжэн утверждает, что таким образом можно установить солнечную батарею на любую поверхность, на изогнутую крышу, пластиковую карту, выпуклое стекло, сотовый телефон или даже на предметы одежды.

Кроме того, возможности технологии «сними-и-приклей» не ограничиваются солнечными батареями. Исследователи полагают, что подобным образом можно монтировать тонкопленочную электронику, в том числе печатные схемы и жидкокристаллические дисплеи.

«Очевидно, что много новых продуктов, может быть создано путем сочетания тонкопленочной электроники и тонкопленочных солнечных батарей», - отмечает Чжэн. «Возможно, мы только в самом начале этой технологии. Вполне вероятно, что и другие интерфейсные материалы продемонстрируют подобные качества, что может иметь преимущества для конкретных приложений».

Автор: Алексей Норкин  

Источник: facepla.net