Австралийские ученые научились печатать солнечные элементы на любом материале

Австралийские ученые, специализирующиеся на солнечной энергии, сегодня на один шаг ближе к созданию более дешевого и быстрого способа печати солнечных элементов на пластике. Старший научный сотрудник CSIRO (национальное научное агентство Австралии, одно из крупнейших и наиболее диверсифицированных исследовательских агентств в мире) доктор Фиона Скоулз (Fiona Scholes) рассказала, что технология находится уже почти на стадии коммерциализации и может быть установлена и использована где угодно — от корпусов ноутбуков для их подзарядки, до снабжения домов путем установки на крыше.

«Чехлы для планшетов, мобильных телефонов, сумки для ноутбуков – мы хотим чтобы они служили не только для переноса или защиты устройств, но и для генерации энергии для зарядки этой электроники», говорит доктор Скоулз. Консорциум Органических Солнечных Элементов (сотрудничество между научными учреждениями и промышленностью, базирующейся в штате Виктория), который стоял за разработкой проекта, включает в себя также ученых из CSIRO, университета Мельбурна и университета Монаш, работающих над печатью солнечных батарей с 2007 года.

Команда быстро показала результаты, создав солнечную батарею размером с монету и увеливия ее до размера А3. Доктор Скоулз рассказала, что команда использовала коммерческие принтеры, которые были модернизированы для работы с солнечными чернилами.

«Это очень дешево. То, как это выглядит и работает значительно отличается от традиционных кремниевых солнечных элементов», говорит она. «Солнечная панель может быть сделана полупрозрачной – мы можем использовать ее для тонированя окон». По словам доктора Скоулз любые пластиковые поверхности могут быть заменены на солнечные батареи.

Это делает их идеальными для энергопитания небоскреба, например. Команда создала процесс, который использует каплеструйную печать, обратную глубокую печать и тонкопленочное нанесения, на ряду с шелкотрафаретной печатью. Используя полупроводниковые чернила, исследователи напечатали солнечные элементы непосредственно на гибкой, толщиной в лист бумаги, пластиковой PET подложке – материале, из которого сделаны бутылки для минеральной воды и газировки.

Ячейки так же могут быть напечатаны на стали или на полупрозрачном материала для покрытия окон и облицовки зданий. Скорость печати на данный момент превысила 10 метров в секунду, выдавая готовый солнечный элемент каждые 2 секунды. «Мы печатаем солнечную панель на пластик примерно таким же образом, как печатаются наши пластиковые банкноты, кредитки», объясняет Скоулз.

«Подключать солнечную панель также просто, как и подключить батарею». Пока главным недостатком этой технологии является то, что напечатанная солнечная панель работает только на 10% эффективности кремниевых элементов. Тем не менее, команда ожидает сокращения разрыва благодаря улучшению солнечных чернил, таким образом, чтобы они смогли генерировать больше электроэнергии. Первоначальная продолжительность жизни печатных солнечных батарей было всего шесть месяцев, но команда работает над увеличением этого срока до 10 лет.

Доктор Скоулз описывает разницу между печатной солнечной батареей и кремнием: «Было бы замечательно, если бы мы смогли достичь аналогичную подачу питания по значительно сниженным ценам. Кремний падает в цене, но подумайте, насколько дешев пластик. Чернила имеют незначительную стоимость, так что получается сырье экономически эффективно. Это большой шаг вперед, потому что вы сможете разместить эти солнечные элементы везде, где захотите.

Также применимость этих элементов гораздо лучше, чем у кремния – она хорошо работает в облачную погоду». Пока команда не может производить коммерческий продукт самостоятельно, ряд компаний уже вызвались, чтобы обсудить изготовление солнечных элементов. И хотя принтер, который использует команда, стоит около $ 200 000, эффект масштаба промышленного производства, как ожидается, сделает солнечные элементы значительно доступнее.

• Грибы как компьютерные чипы: учёные создают «живую память» из шиитаке
• Учёные создали трёхслойное микрофлюидное устройство для сверхэффективного охлаждения электроники
• Обычный кристалл оказался идеальным материалом для технологий на сверхнизких температурах
• Учёные научились превращать снимки атомно-силового микроскопа в точные 3D-модели движений белков
• Учёные создали уникальный гидрогель для «неклонируемых» меток безопасности
• Роботы нового поколения: в Caltech создали систему, которая может ходить, ездить и летать
• Учёные создали 3D-печатные материалы, которые полностью гасят вибрации
• Квантовые кристаллы: как учёные из Оберна открыли путь к новой технологической революции