Цветной пластик нацелился на питание гибкой электроники

Цветной пластик нацелился на питание гибкой электроники

В Университете Иллинойса в Урбане и Шампейне (США) создана гибкая солнечная батарея, представляющая собой пластиковую подложку, пропитанную специально подобранным флуоресцентным красителем. Поглощая солнечный свет, краситель сам начинает светиться, вот только свет от него не может уйти наружу и почти полностью остаётся внутри солнечной батареи. Под ним располагаются разбросанные на существенной площади наноточки из арсенида галлия, способные превращать солнечный свет в электричество с КПД до 40%.

Напомним, что доминирующие на рынке кремниевые фотоэлементы «в норме» облают лишь 20-процентной эффективностью, и, следовательно, новые фотоэлементы... лучше нынешних вдвое?

Что не менее важно, это не твёрдые пластинки, покрытые стеклом, а гибкие и почти невесомые пластиковые поверхности, которые можно легко интегрировать в одежду или головные уборы и использовать для подзарядки понятно чего — портативной электроники.

Но как быть с дороговизной арсенида галлия — в сравнении с монокристаллическим кремнием? Именно поэтому и использован пластик, пропитанный красителем, парируют разработчики, ведомые Джоном Рождерсом (John Rogers). По сути, краситель концентрирует свет на наноточках арсенида галлия, позволяя им конвертировать в электричество излучение, падающее на внушительную площадь, и используя при этом «ничтожно малое количество» столь дорогого полупроводника.

«Это существенно дешевле того, что вы могли бы иметь, располагая тем же КПД, полностью покрыв поверхность активным фотоэлементным материалом», — подчёркивает г-н Роджерс.

Потенциальные приложения? Разработчики уверены, что начать стоит с тех объектов-предметов, где важно получение максимального количества энергии с единицы площади и с любым углом падения лучей. В частности, это могут быть солдатские каски, от которых запитывается носимая бойцами электроника (группа г-на Роджерса тесно общается с военными), или головные уборы и одежда простых граждан, прогуливающихся в обществе своих прожорливых планшетов-и-смартфонов.

К слову, новые концентрирующие фотоэлементы, как заявляется, абсолютно совместимы с гибкой электроникой на кремниевых пластинах толщиной всего в 100 нм, ранее уже показавшей свой потенциал при многократных растягиваниях и сгибаниях во всех направлениях.

Отчёт об исследовании был представлен на конференции Общества материаловедческих исследований, прошедшей в Бостоне (США) на этой неделе.

Подготовлено по материалам Technology Review.