Проект под названием MacDiarmid открывает возможности для технологий солнечных элементов нового поколения. Когда люди представляют солнечные панели, мы думаем о твердых прямоугольных рамах, которые находятся на крыше или разбросаны по просторам пустынь.
Но представьте себе гибкие и легкие солнечные панели, которыми можно покрыть изогнутую крышу, или свернуть и легко развернуть. Достаточно легкие, чтобы ими можно было покрыть крышу палатки. И достаточно портативные, чтобы быть развернутым, когда нужно сгенерировать энергию для экстренной помощи в отдаленных районах.
Печатные солнечные материалы могут стать более доступными, чем мы думаем. Докторант Университета Виктории Джастин Ходжкисс, ведущий исследователь проекта MacDiarmid Institute, изучающий возможности «печатной фотоэлектрики», говорит, что она будут дешевой и сможет заменить кремний в качестве следующего поколения фотогальванических материалов.
— Кремниевые ячейки становятся все дешевле, но все еще требуют для изготовления высокотемпературного процесса с высоким вакуумом. Для того чтобы солнечная энергия была действительно доступной, она должна быть намного дешевле и быстрее производиться, — отметил он.
Эти печатные полупроводники, в том числе полимеры и наночастицы, могут потенциально производиться в виде рулона, сокращая издержки на производства.
— Их легкость в перевозке и малый вес также означают, что они могут быть изготовлены в Новой Зеландии и отправлены в любую точку мира, — считает Ходжкисс.
На фотографиях солнечные панели обычно блестят, но, по мнению Ходжкисса, что идеальная солнечная панель будет полностью черной.
— Каждая частица света, которая отражается от поверхности солнечных батарей, не превращается в энергию. А когда свет не отражается, это означает, что весь видимый свет поглощается, — отметил ученый.
Именно в этом случае включаются в работу нанотехнология. Ходжкисс сравнил идею с радиоантеннами на крыше здания.
— Когда вы видите большие антенны на вершине зданий, их размер связан с радиочастотами, которые они отслеживают. Радиоволны имеют порядок метров, поэтому антенные диски такого размера. Но оптические длины волн составляют порядка сотен нанометров, — сказал исследователь.
Команды MacDiarmid, работающие над этим, эффективно создают крошечные антенны, которые захватывают свет и могут направлять его внутрь солнечных панелей.
— Мы создаем нано-шаблоны, которые гарантируют, что свет попадет внутрь и не отразится, а световые волны буду захвачены и сфокусированы прямо там, где это необходимо — в солнечных батареях,- сообщил Ходжкисс.
Поэтому команда MacDiarmid использует лазеры, чтобы понять, где происходят потери энергии, где, например, вместо электричества генерируется тепло.