Последние разработки ученых в области нанотехнологий могут привести к производству недорогих солнечных панелей.

Никогда не знаешь, что тебе принесет следующее открытие. Десятилетиями ученые экспериментировали с полимером, в макроскопических количествах похожим на пробку, пока недавно не узнали, что с его помощью можно создать дешевые фотовольтаические элементы, используя самосборку наноматериалов.

Межнациональная команда исследователей из США, Германии, Франции и Великобритании продемонстрировала, как еще снизить стоимость фотовольтаических элементов, увеличив при этом их эффективность.

Полимер, названный жироидом (gyroid), известен исследователям уже достаточно давно. Нанотехнологи обратили внимание, что его пористая структура как нельзя лучше подходит для создания сложных и при этом недорогих фотовольтаических элементов.

Принцип производства фотоэлемента достаточно прост: два слоя полимера формируют «бутерброд», в котором один из слоев заполняется проводником, формируя, тем самым, основу элемента, а другой служит подложкой устройства. После термической обработки и травления оба слоя полимера удаляют, получив пористый проводник. Его покрывают фоточувствительной краской, и только затем проводник-«губку» заполняют проводником, содержащим избыток положительно заряженных «дырок».

Рис. 1. Схема производства и микрофотографии новых фотовольтаических элементов

В результате у ученых получился простейший фотоэлемент. Необходимо заметить, что массовое производство подобных электронных устройств может существенно снизиться из-за использования «жироида».

Один из исследователей, Ульрих Вайснер (Ulrich Wiesner), говорит, что добившись самосборки в первой фазе производства, можно еще понизить стоимость готовой фотовольтаической ячейки.

Тестовый образец солнечной батареи, изготовленный исследователями, неожиданно их удивил. Так, пленка толщиной всего 400 нанометров продемонстрировала КПД в диапазоне от 0,7% до 1,7%. У кремниевых фотоэлементов КПД выше, но не следует забывать, что кремниевые ячейки как минимум на два порядка толще!

Следующим шагом ученых будут работы по повышению эффективности элементов (в первую очередь – их КПД) и, как ни странно, дальнейшему уменьшению и без того тонких «бутербродов» фотовольтаических ячеек.

Свидиненко Юрий