Блог

Nov 28, 2023

Бумага

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике на условиях Creative Commons Attribution. Некоммерческие, без производных.

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике в соответствии с некоммерческой лицензией Creative Commons «С указанием авторства». Вы не можете изменять предоставленные изображения, кроме как обрезать их до нужного размера. При воспроизведении изображений необходимо использовать кредитную линию; если оно не указано ниже, укажите авторство изображений в «MIT».

Предыдущее изображение Следующее изображение

Инженеры MIT разработали сверхлегкие тканевые солнечные элементы, которые могут быстро и легко превратить любую поверхность в источник энергии.

Эти прочные и гибкие солнечные элементы, которые намного тоньше человеческого волоса, приклеены к прочной и легкой ткани, что позволяет легко устанавливать их на неподвижную поверхность. Они могут обеспечивать энергию на ходу в качестве портативной энергосистемы или транспортироваться и быстро развертываться в отдаленных местах для оказания помощи в чрезвычайных ситуациях. Они весят в сто раз меньше обычных солнечных панелей, генерируют в 18 раз больше энергии на килограмм и изготавливаются из полупроводниковых чернил с использованием процессов печати, которые в будущем можно будет масштабировать до производства на больших площадях.

Поскольку они такие тонкие и легкие, эти солнечные элементы можно ламинировать на самые разные поверхности. Например, их можно интегрировать в паруса лодки для обеспечения энергии в море, прикрепить к палаткам и брезентам, которые используются при операциях по восстановлению после стихийных бедствий, или прикрепить к крыльям дронов для увеличения дальности их полета. Эту легкую солнечную технологию можно легко интегрировать в построенную среду с минимальными требованиями к установке.

«Метрики, используемые для оценки новой технологии солнечных батарей, обычно ограничиваются эффективностью преобразования энергии и стоимостью в долларах за ватт. Не менее важна интегрируемость — легкость, с которой новая технология может быть адаптирована. Легкие солнечные панели обеспечивают возможность интеграции, что дает импульс текущей работе. Мы стремимся ускорить внедрение солнечной энергии, учитывая нынешнюю острую необходимость в развертывании новых безуглеродных источников энергии», — говорит Владимир Булович, заведующий кафедрой новых технологий Фариборза Масиха, руководитель Лаборатории органической и наноструктурной электроники (ONE Lab), директор MIT.nano и старший автор новой статьи, описывающей эту работу.

В работе к Буловичу присоединяются соавторы Маюран Сараванапаванантам, аспирант Массачусетского технологического института в области электротехники и информатики; и Джеремайя Мваура, научный сотрудник Исследовательской лаборатории электроники Массачусетского технологического института. Исследование опубликовано сегодня в журнале Small Methods.

Уменьшенная солнечная энергия

Традиционные кремниевые солнечные элементы хрупкие, поэтому их необходимо заключать в стеклянный корпус и упаковывать в тяжелую и толстую алюминиевую раму, что ограничивает место и способ их применения.

Шесть лет назад команда ONE Lab произвела солнечные элементы, используя новый класс тонкопленочных материалов, которые были настолько легкими, что могли сидеть на вершине мыльного пузыря. Но эти ультратонкие солнечные элементы были изготовлены с использованием сложных вакуумных процессов, которые могут быть дорогими и сложными для масштабирования.

В этой работе они намеревались разработать тонкопленочные солнечные элементы, которые можно полностью печатать, используя материалы на основе чернил и масштабируемые технологии изготовления.

Для производства солнечных элементов они используют наноматериалы в виде электронных чернил, пригодных для печати. Работая в чистой комнате MIT.nano, они наносят покрытие на структуру солнечного элемента с помощью щелевой установки, которая наносит слои электронных материалов на подготовленную съемную подложку толщиной всего 3 микрона. С помощью трафаретной печати (техника, похожая на то, как наносятся рисунки на футболки с шелкографией) на конструкцию наносится электрод для завершения солнечного модуля.

Затем исследователи могут отделить напечатанный модуль толщиной около 15 микрон от пластиковой подложки, образуя сверхлегкое солнечное устройство.