Сверхтонкие солнечные батареи для носимых устройств

Южнокорейские ученые из Института науки и технологии Кванджу разработали сверхтонкие фотоэлектрические элементы, которые настолько гибкие, что их можно обернуть вокруг стержня с радиусом минимум в 1,4 мм. Эти солнечные мини-панели могут быть использованы для питания носимой электроники типа фитнес-браслетов или "умных" очков.

Вновь разработанная солнечная батарея имеет толщину всего около микрона, что тоньше человеческого волоса. Стандартные фотоэлементы обычно в несколько сотен раз толще, и даже другие виды тонких пленочных солнечных элементов имеют толщину как минимум вдвое больше.

Разработчики создали новые сверхтонкие солнечные элементы из полупроводникового материала арсенида галлия и впечатали их непосредственно на гибкую основу, не используя клей, который создал бы дополнительную толщину. Затем эти ячейки были "сварены" с электродами на подложке путем сжатия при температуре 170°С и расплавления верхнего слоя материала, получившего названия фоторезистор, который работает как временный клеящий слой. Этот материал потом удаляется, оставляя прямое соединение метала с металлом.

Нижний металлический слой выполняет также функцию отражателя, возвращающего световые фотоны в солнечные элементы.

В процессе испытаний корейские ученые определили, что при изгибе новые элементы испытывают в четыре раза меньшую деформацию по сравнению с аналогичными ячейками толщиной 3,5 мкм. Причем производительность новых фотоэлектрических батарей примерно такая же, как у их более "толстых" аналогов.

В свое время в СМИ уже появлялись упоминания о разработки солнечных элементов толщиной около 1 мкм, но в тех случаях эти ячейки производились другим методом - в частности, удалением подложки целиком с помощью травления. Но методика, разработанная корейцами, позволяет использовать существенно меньше материалов и создавать очень гибкие фотоэлементы.