Солнечные батареи можно будет ткать из кремниевых нитей

Обычные солнечные ячейки делают на стеклянной или пластиковой подложке. Для их изготовления требуется дорогостоящее оборудование, они получаются плоскими и негибкими.

Новая технология получения кремниевых ячеек в виде гибких нитей тоньше человеческого волоса и длиной более 10 м, позволит создавать тканые солнечные батареи, которые можно будет сгибать, сворачивать и даже носить как одежду. Она стала итогом проекта с участием международной команды химиков, физиков и инженеров под руководством Джона Баддинга (John Badding), профессора химии Университета штата Пенсильвания. Результаты работы опубликованы в онлайновом вестнике журнала Advanced Materials.

Новые достижения базируются на более раннем исследовании способов интеграции оптических волокон и электронных чипов. Вместо того, чтобы сращивать плоский чип и круглое волокно, ученые создали новый тип оптических проводников с интегрированными непосредственно в них электронными компонентами. Для этого полупроводниковые материалы под высоким давлением наносились послойно в мельчайшие отверстия в оптическом волокне.

В новом раунде исследований та же методика была применена для изготовления волокон из кристаллического кремния, способных работать фотоэлектрическими ячейками для преобразования солнечной энергии.

Помимо гибкости, легкости и транспортабельности, обеспечивающим тканым ячейкам широкое поле применения, Баддинг указывает на еще одно их достоинство — всенаправленность. Обычные плоские батареи оптимально работают в условиях падения света перпендикулярно к их поверхности, но для переплетенных под различными углами волокон совершенно неважно, откуда поступает свет и как высоко находится над горизонтом солнце.

Другим интересным свойством кремний-волоконных устройств является очень быстрый (в силу их компактности) отклик на лазерное излучение видимого диапазона. Для его изучения ученые уже изготовили экспериментальные волоконные фотодетекторы с шириной полосы рабочих частот более 1,8 ГГц.