Нов рекорд на разрушаване, гъвкава слънчева клетка може да захрани градовете от бъдещето

Традиционните фотоволтаични слънчеви клетки стават относително ефективни при превръщането на светлината в електрическа енергия. Тези обикновено базирани на силиций устройства вече захранват милиони домове по целия свят. Но те също са разочарователно твърди, което затруднява включването им в опаковани, разнородни градски среди. За да реши проблема, екип от изследователи е разработил гъвкава слънчева клетка, която наскоро наруши рекорд на ефективност в своята категория.

Тя се нарича органична еднокомпонентна слънчева клетка, базирана на разтвор, което означава, че е направена от два вида два различни слоя полимер, отложени върху сгъваем филм. Учени от Университета в Ерланген-Нюрнберг в Германия и Южно-китайския технологичен университет успяха да постигнат ефективност на преобразуване от 12,25% на площ от един квадратен сантиметър, което бе значително увеличение спрямо предишните 9,7%. Групата публикува резултатите си в списанието Енергия на природата.

Конвенционално използваните фотоволтаични клетки все още до голяма степен печелят конкуренцията при конверсия, с максимална теоретична ефективност от 29%. Но подобрените гъвкави слънчеви клетки предлагат убедителна компромис: че са гъвкави означава, че един ден можем да имаме сгради в гъсто запълнени градове буквално увити в слой от слънчеви панели. Възможността да се покрие много по-голяма площ може да компенсира липсата на ефективност в клетките.

Мащабните слънчеви ферми от Китай до Калифорния революционизираха как можем да използваме невероятното количество светлинна енергия слънчевите лъчи на Земята всеки ден. Но тези видове масиви са астрономически скъпи и изискват огромни участъци от неизползваната земя.

Гъвкавата алтернатива, представена от това изследване, използва по-малко материали - като по този начин намалява производствените разходи - и може да се прилага върху съществуващата инфраструктура. Д-р Нинг Ли, учен от материалите в FAU, каза, че това съвместно усилие е намерило формула, която вероятно ще доведе до напредъка на гъвкавите изследвания на слънчевите клетки.

„Мисля, че най-добрият начин да опишем нашата работа е да си представим кутия Lego тухли“, обясни Ли. "Нашите партньори в Китай са вмъкнали и приспособили единични молекулни групи в полимерната структура, като всяка от тези групи влияе върху специална характеристика, която е важна за функционирането на слънчевите клетки."

Следващата стъпка за този проект е да се разработи по-голям прототип, за да започне тестването.

Тези гъвкави клетки няма да заменят надеждни силициеви клетки, а ще ги допълват. Селските и крайградските жилища с повече пространство вероятно ще продължат да използват високоефективни, но твърди клетки. Но когато бъдещите небостъргачи се придвижват неусетно, за да се приспособят към вятъра, слънчевите панели на бъдещето биха могли някой ден да се наклонят заедно с тях.