Tarptautinė mokslininkų grupė, vadovaujama Kinijos tyrėjų, padarė proveržį saulės energijos pramonėje – sukūrė lanksčias fotovoltines plokštes, pagamintas iš paprasto kristalinio silicio. Naujoviška technologija ne tik suteikia saulės baterijoms lankstumo, bet ir gali padėti sutaupyti nemažai lėšų bei greitai integruoti jas į įvairius elektroninius prietaisus.
Iš kelių universitetų mokslininkų sudaryta tyrėjų grupė pradėjo plataus užmojo projektą, kurio tikslas – ištirti tradicinių kristalinių fotovoltinių elementų lankstumo didinimo galimybes. Tyrimai apima išsamų šių elementų elgsenos, veikiant fiziniam krūviui, tyrimą, daugiausia dėmesio skiriant jų trapumo problemai nustatyti ir išspręsti.
Kaip buvo įveikta trapumo problema?
Mokslininkai nustatė, kad įtrūkimai kristalinio silicio saulės elementuose, veikiant stresui, dažniausiai atsirasdavo ties jų kraštais. Medžiagos struktūra priminė zigzago raštą su aštriomis viršūnėmis ir įdubimais. Siekdama įveikti šią problemą, komanda sukūrė specialų procesą, kuriuo aštrūs perėjimai paverčiami lygiomis U formos kreivėmis.
Ši revoliucinė technologija buvo sėkmingai įdiegta realioje gamyboje, gerokai padidinusi kristalinio silicio atsparumą lenkimui, nesumažinant bendro saulės elemento efektyvumo.
Neseniai pagaminto lankstaus heterojungties saulės elemento efektyvumas buvo įspūdingas – 23,3 %. Be to, pritaikius antirefleksinę dangą, pagamintą iš magnio fluorido (MgF2), efektyvumas dar labiau padidėjo – iki 24,50 %.
Nors šis efektyvumo lygis šiek tiek atsilieka nuo klasikinių “storų” saulės elementų, kurių efektyvumas siekia 25,83 %, lankstumas, pasiektas taikant šį novatorišką metodą, gerokai nusveria nedidelį efektyvumo kompromisą.
Kodėl tai svarbus atradimas?
Šis atradimas turi didžiulę reikšmę įvairiems sektoriams, įskaitant dėvimos elektronikos, aviacijos ir kosmoso saulės elementų gamybą ir daugybę saulės energijos taikymo sričių.
Be lankstumo, gamybos procese naudojant įprastą silicį galima sutaupyti daug lėšų. Atsisakius egzotiškų medžiagų, pavyzdžiui, perovskitų ir sudėtingų cheminių junginių, naujoji technologija gali sumažinti gamybos sąnaudas ir taip sumažinti elektros energijos gamybos šiais elementais kainą.
Ši naujovė atveria kelią platesniam saulės energijos naudojimui, nes įperkamumas ir lankstumas yra esminiai veiksniai, lemiantys spartesnį jos integravimą į įvairias pramonės šakas ir taikomąsias programas.
Toliau plėtojant šias lanksčias saulės baterijas būtų galima iš esmės pakeisti energetikos sektorių.