Разработаны фотоэлементы, которые можно сгибать без последствий

Недавнее появление смартфонов со сгибающимися дисплеями подстегнуло развитие гибкой электроники. Один из наиболее полезных вариантов применения такой технологии — солнечные панели. Международная команда ученых разработала прототип фотоэлемента, который не ломается, если его согнуть в два раза.

Современные фотоэлементы это жесткие, плоские панели, которые сложно хранить в большом количестве и интегрировать в бытовую электронику, телефоны, автомобили, окна и прочие девайсы. К сожалению, традиционные проводящие материалы, из которых изготавливают солнечные элементы, лишены гибкости.

Ключевое требование к эффективному гибкому проводнику — способность выдерживать нагрузку при изгибе при очень малом радиусе при сохранении целостности и других ценных свойств. Другими словами, нужен тонкий, гибкий, прозрачный и прочный проводящий материал. Такими качествами не обладают современные сверхтонкие стеклянные подложки и прозрачные проводники из оксидов металлов, которые можно сделать гнущимися, но не сгибающимися полностью.

Команда ученых под руководством специалистов из Южной Кореи нашла решение. Они нашли кандидата, отвечающего всем требованиям: пленку из однорядных углеродных нанотрубок. Она обладает достаточной прозрачностью и механической устойчивостью. Единственная ее проблема — при воздействии силы (как при сгибании) нанотрубки отклеиваются от поверхности подложки и требуют химической присадки.

Для того чтобы решить эту проблему, ученые нанесли проводящий слой на полиимидную подложку и заполнили пустые пространства нанотрубками. Также ученые повысили проводимость материала присадкой из оксида молибдена.

Получившийся прототип намного превзошел ожидания команды, сообщает buduemo.com. Композитная пленка толщиной всего 7 мкм продемонстрировала исключительную устойчивость к изгибу, почти 80-процентную прозрачность и эффективность преобразования энергия на уровне 15,2% — максимальное значение, когда-либо достигнутое фотоэлементами из углеродных нанотрубок.