Інженери Массачусетського технологічного інституту розробили ультралегкі тканинні сонячні батареї, які можуть швидко та легко перетворити будь-яку поверхню на джерело енергії
Ці міцні, гнучкі сонячні батареї, які набагато тонші за людську волосину, приклеєні до міцної легкої тканини, завдяки чому їх легко встановити на будь-яку поверхню, в тому числі зі складною геометрією. Вони гнучкі та адаптивні - наприклад, можна перетворити одяг чи парасольку в джерело енергії. Вони можуть забезпечувати енергією і швидко розгортатися у віддалених місцях. Вага сонячних елементів на тканині становить соту частку ваги звичайних сонячних панелей. Ці тонкоплівкові сонячні елементи виробляють у 18 разів більше енергії на кілограм ваги та виготовлені з напівпровідникових чорнил за допомогою процесів друкування, які можна масштабувати для утворення великих площ генеруючих поверхонь.
Рис. Сонячні батереї з тканини
Оскільки ці елементи дуже тонкі, гнучкі та легкі, їх можна ламінувати (приклеювати) на багато різних типів поверхонь. Наприклад, їх можна інтегрувати у вітрила човна, щоб забезпечити енергією в морі, прикріпити їх до наметів і брезентових тентів, які розгортаються під час аварійно-рятувальних операцій, або застосувати на крилах дронів, щоб збільшити дальність їх польоту. Цю легку сонячну тканину можна легко інтегрувати у житло з мінімальними потребами в установці - наприклад зробити з них сонцезахисні штори чи фіранки.
Традиційні кремнієві сонячні батареї є доволі крихкими, тому їх потрібно запакувати у скло у важкій жорсткій алюмінієвій рамі, що обмежує варіанти використання.
Шість років тому команда ONE Lab з МТІ виготовила сонячні батареї з використанням нового класу тонкоплівкових матеріалів, які були настільки легкими, що могли розташовуватися на поверхні мильної бульбашки. Але ці ультратонкі сонячні батареї тоді були виготовлені за допомогою складних та дороговартісних процесів, що проводилися у вакуумі, які складно масштабувати.
Наразі команда дослідників розробила тонкоплівкові сонячні елементи, які повністю можна друкувати, використовуючи матеріали на основі чорнила з наноматеріалів, які наносяться на підготовлену підкладку товщиною лише 3 мкм подібно тому, як це робиться у сучасній електроніці.
Відео. Ультралегкі тканинні сонячні батареї (субтитри)
Готовий багатошаровий надрукований модуль товщиною близько 15 мкм можна потім відокремити від пластикової підкладки, утворивши надлегкий сонячний елемент, який надалі можна приклеїти шаром клею, що твердіє під дією УФ-променів, з товщиною всього кілька мікрометрів на стійку, надміцну і гнучку композитну тканину, яка важить лише 13 гм2 і є тоншою за людську волосину, комерційно відому як Dyneema. Але принципово можна використовувати будь-яку іншу потрібну тканину.
Випробовуючи пристрій із фотовольтаїчної тканини, дослідники Массачусетського технологічного інституту з'ясували, що він може генерувати 730 Вт електроенергії на кілограм на полімерній підкладинці та близько 370 Вт на кілограм, якщо розгорнути її на високоміцній тканині типу Dyneema. Тобто тканинні елементи мають у 18 разів більше потужності на кілограм, аніж звичайні сонячні елементи.
Навіть після згортання та розгортання тканинної сонячної панелі понад 500 разів, вона все ще зберігала понад 90% своїх початкових можливостей генерації електроенергії.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 1 566 / 2022-12-16 10:17:27
