Ультратонкие солнечные элементы могут крепиться на любые поверхности

Ученые из американского MIT разработали солнечные элементы, способные генерировать в 18 раз больше энергии, чем стандартные панели. Кроме того, они ультратонкие — их можно помещать на разнообразные поверхности, в том числе и тканевые. Этому способствует и вес новинки: она в 100 раз легче привычных солнечных батарей.
Над инновационной технологией производства элементов работала группа американских исследователей. Главной их задачей было превращение любого объекта в полноценный источник получения энергии. В результате ученым Массачусетского института удалось создать элементы, толщина которых меньше, чем человеческий волос. Их можно наносить на ткань, а после — на требуемую поверхность. Важно, чтобы последняя была неподвижной. Элементы на тканевой основе являются удобным способом получить энергию в экстремальных условиях, например, чтобы оказать первую помощь.
Для производства был разработан специфический процесс печати с применением наночернил. Он позволяет наносить элементы на большие участки тонкой ткани, а далее помещать на самые разнообразные поверхности. Ультратонкие панели можно закрепить на парусе яхты, чтобы получать электричество для питания судна. Также элементы будут полезны в походах и путешествиях. Их можно помещать на поверхность палатки. Еще одно преимущество новинки — легкость установки.

Недостатком стандартных солнечных панелей, изготовленных из кремния, является хрупкость. Для защиты их помещают в стеклянный корпус с рамой из толстого алюминия. Это увеличивает прочность элементов, однако усложняет их монтаж и ограничивает выбор поверхностей для установки. С разработкой от MIT таких проблем нет, так как здесь применяются электронные чернила из наноматериалов. Благодаря методу трафаретной печати ученые смогли создать уникальную структуру. Устройство наносит наноматериал в несколько слоев на специальную съемную подложку. Это упрощает процесс печати, а также позволяет легко отделить модуль толщиной всего в 15 мн от поверхности.
Главной проблемой ультратонких пластин стал риск порвать элементы при эксплуатации. Поэтому команда ученых длительное время выбирала материал для подложки, который будет одновременно легким и прочным. После ряда тестирований остановились на ткани вида Dyneema, которая делает элементы более устойчивыми к повреждениям и при этом не утяжеляет их. Этот композитный материал весит всего 13 грамм на кв.м и изготавливается из высокопрочных волокон. Именно из такой ткани были выполнены канаты, которые поднимали с морского дна около берегов Италии круизный корабль Costa Concordia, затонувший в 2012 году. Для фиксации солнечных панелей на ткани был выбран клей, который затвердевает под ультрафиолетовыми лучами.