Вчені з Массачусетського технологічного інституту (США) розробили надлегкі тканинні сонячні елементи, які можуть швидко і легко перетворити будь-яку поверхню на джерело енергії.
Гнучкі і міцні сонячні елементи можуть забезпечувати енергією гаджети, що носяться, можуть живити пристрої за допомогою яких рятувальники надають допомогу в надзвичайних ситуаціях. Вони в 100 разів легші за звичайні сонячні панелі, генерують у 18 разів більше енергії на кілограм і виготовляються з напівпровідникових чорнил методом друку. Дослідники впевнені, що в майбутньому технологію можна буде масштабувати. Також сонячні елементи можна ламінувати і так прикріплювати їх до різних поверхонь.
Кремнієві сонячні елементи досить тендітні, тому їх укладають у скляний корпус і скріплюють усю конструкцію алюмінієвою рамою, що обмежує їх використання. Проте кілька років тому команда ONE Lab розробила сонячні елементи, використовуючи тонкоплівкові матеріали, які були настільки легкими, що могли бути поміщені на поверхню мильної бульбашки. Але для виготовлення таких сонячних батарей довелося вдатися до дуже дорогого методу. Тому масштабування технології до промислових масштабів довелося забути.
Пізніше дослідники взялися за розробку тонкоплівкових сонячних елементів, які можна було б надрукувати. Основою послужило спеціальне “електронне” чорнило. За допомогою спецтехніки вони нанесли кілька шарів електронного чорнила на підготовлену знімну підкладку товщиною всього 3 мікрони. А потім методом трафаретного друку нанесли електроди на отриману структуру. Так створено сонячний модуль. Потім друкований модуль товщиною близько 15 мікронів відокремили від пластикової підкладки, сформувавши надлегкий сонячний пристрій.
Вчені зрозуміли, що пристрій дуже крихкий, а тому їм знадобиться легка, гнучка та міцна підкладка, до якої можна було б прикріпити сонячний елемент. І вони знайшли ідеальний матеріал – композитну тканину вагою всього 13 грамів на квадратний метр, – Dyneema. Ця тканина виготовлена із настільки міцних волокон, що їх використовували як канати для підйому затонулого круїзного лайнера Costa Concordia з дна Середземного моря. Додавши шар УФ-затверджуваного клею завтовшки всього кілька мікронів, дослідники прикріплюють сонячні модулі до тканини. Так була сформована надлегка та механічно міцна сонячна конструкція.
У ході тестів пристрій генерував 730 Вт енергії на кілограм (без тканинної підкладки) і 370 Вт на кілограм з підкладкою Dyneema, що приблизно в 18 разів більше потужності на кілограм, ніж дають звичайні сонячні батареї.
Зігнувши сонячну батарею понад 500 разів, елементи, як і раніше, працювали, зберігаючи 90-відсоткову ефективність.
