Американцы разработали самосборные солнечные батареи

Одним из подходов, позволяющих увеличить КПД солнечных батарей, является придание им искривлённой формы, которая помогает собрать больше солнечных лучей. Пока не очень эффективные, но при этом полностью самостоятельно меняющие форму миниатюрные кремниевые ячейки научились делать исследователи под руководством Ральфа Нуццо (Ralph Nuzzo) из университета Иллинойса.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, многие фирмы создают сложные системы слежения за солнцем, разворачивающие комплексы к светилу, специальные оптические концентраторы и много чего ещё.

Учёные из Иллинойса предлагают своё решение: миниатюрные сферические фотоэлектрические преобразователи, которые улавливают больше света, нежели их плоские собратья. Особое достижение химиков в том, что до них мало кому удавалось придать материалам солнечных батарей такую форму.

Для создания своего детища учёные использовали методы фотолитографии и самосборки. Всё начинается с плоской тонкой плёнки кремния высокого качества, нанесённой на подложку из SiO2.

При помощи литографии ей придают определённую форму (для последующей сборки сферы – форму цветка) и кислотой "снимают" с основы.

Затем в центр цветка помещается капля воды. Когда она высыхает, капиллярные силы подтягивают лепестки вверх, и формируется шар. Чтобы сохранить его форму, сверху наносится стеклянное покрытие, которое "склеивает" лепестки.

Как нетрудно догадаться, управлять получающейся формой непросто. Американцы не хотели идти методом проб и ошибок и построили математическую модель, которая предсказывала поведение и механические свойства кремниевых плёнок различных по форме и толщине. Подробнее о ней рассказывается в статье, опубликованной в открытом доступе в PNAS.

Что же касается использования сфер в качестве солнечных батарей, то такая возможность появилась после того, как плёнки были покрыты проводящим соединением. После самосборки сферы к ней также были прикреплены электрические контакты. (Позже похожая технология была использована для создания цилиндрических микробатарей.)

Пока миниатюрные устройства преобразуют в энергию лишь 1% падающего света. Это мало для солнечной батареи в целом, но много если пересчитывать в стоимость исходных материалов (то есть то же количество кремния в обычных батареях даст меньший КПД).

В будущем, если удастся повысить эффективность ячеек до приемлемых значений (например, используя антиотражающее или рельефное нанопокрытие), из них можно будет собирать многомерные массивы, которые не будут уступать нынешним чемпионам по сбору световой энергии, но при этом окажутся дешевле.

Американские исследователи также отмечают, что их разработка может применяться не только для кремниевых пластин и создания новых форм солнечных батарей. Новый метод самосборки пригодится и в других областях техники.

Нетбук и букридер объединят в одном устройстве

Хотите приобрести нетбук и букридер? Подождите. Компания Pixel Qi, показавшая свои нетбуки с уникальными дисплеями ещё летом, готовится начать их продажи уже в декабре.

Уникальность устройств состоит в том, что они могут функционировать в двух режимах: «обычном» и «режиме чтения». В первом случае экран нетбука будет транслировать изображение с обычной ЖК-матрицы, во втором — со слоя электронной бумаги (E-Ink), который позволяет существенно экономить заряд батареи компьютера, когда его пользователь просто читает с экрана. Технология также делает картинку читабельной даже при ярком солнце.

Таким образом, гибридный нетбук имеет все шансы серьёзно потеснить на рынке как производителей «традиционных» ультрапортативных ПК, так и устройств для чтения электронных книг. Правда, о стоимости нетбуков от Pixel Qi ничего не сообщается.