Полимерное покрытие устраняет слабое место перовскитовых солнечных панелей
Фото:
Идеи

Полимерное покрытие устраняет слабое место перовскитовых солнечных панелей

Исследователи из MIT разработали прозрачное покрытие из органического полимера, которое упростит производство "капризных" солнечных панелей. Оно годится и для производства умной одежды из дышащих тканей.

Обычно для производства солнечных панелей сегодня используют оксид индия-олова (ITO), однако это очень хрупкий материал, и спустя незначительное время он трескается. Команда инженеров из MIT давно работает над решением это проблемы. Два года там создали гибкий прозрачный проводящий материал, но его свойства были недостаточно хороши по сравнению с ITO. Новое изобретение оказалось более чем в десять раз эффективнее прошлой версии, рассказывает MIT News.

Комбинированная прозрачность и проводимость измеряются в сименсах на сантиметр. Значение ITO составляет от 6000 до 10 000 См/см. Предыдущая разработка демонстрировала 50 См/см, но никто не ожидал, что новый материал достигнет 3000 См/см. Ученые надеются после доработки еще больше повысить этот показатель.

Новый гибкий материал — органический полимер PEDOT — наносится сверхтонким слоем всего несколько нанометров толщиной в процессе химического осаждения из паровой фазы.

В результате возникает слой, структура которого состоит из крошечных кристаллов, образующих идеальную горизонтальную линию — отсюда высокая проводимость.

Для демонстрации возможностей материала разработчики нанесли слой PEDOT на перовскитовый фотоэлемент, который считается потенциальной заменой кремниевых солнечных элементов. Они эффективнее и проще в производстве, но им не хватает долговечности. Благодаря PEDOT производительность перовскитов повысилась, к тому же элементы стали вдвое «выносливее».

Поскольку полимер изготавливается в результате сухого осаждения из паровой фазы, полученные тонкие слои следуют всем изгибам поверхности, покрывая их ровным слоем. Это свойство будет полезным, например, при нанесении проводящего слоя на ткань — он покроет все нити, но материал все еще будет «дышать».

В прошлом году гарвардские ученые разработали полимерное покрытие, которое движется за Солнцем, как подсолнух. Оно состоит из жидкокристаллических эластомеров, которые деформируются в ответ на тепло, свет и влажность.