Bateria słoneczna na mydlanej bańce

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology skonstruowali bardzo cienkie i lekkie, a do tego elastyczne ogniwo słoneczne, które może zrewolucjonizować energetykę solarną.

Autorzy wynalazku chwalą się, że jest to najcieńsze i najlżejsze ogniwo słoneczne jakie kiedykolwiek wyprodukowano, a dzięki swej wadze może być instalowane elementach garderoby, urządzeniach elektronicznych powszechnego użytku, ja choćby telefony komórkowe, czy nawet kartce papieru. Badacze z MIT, żeby zademonstrować jak lekkie jest ogniwo ułożyli je na…mydlanej bańce. Współautor wynalazku profesor Valdimir Bulowvić powiedział, że kluczem do sukcesu było wytworzenie wszystkich składników ogniwa – podłoża, warstwy pochłaniającej światło oraz powłoki ochronnej w jednym procesie. Dzięki temu można wyeliminować zagrożenie, jakie zawsze towarzyszy nakładaniu kolejnych warstw ogniwa jedno po drugim, a mianowicie dostawaniu się między nie wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, które obniżają sprawność baterii słonecznej.

Jako podłoże i powłoka ochronna został zastosowany znany od wielu lat elastyczny polimer parylen. Jego wynalazcą był Michael Szwarc, absolwent Politechniki Warszawskiej i Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, urodzony w 1909 roku w Będzinie. Główny. Obecnie różne odmimany parylenu są stosowane jako powłoka chroniąca urządzenia biomedyczne i układy scalone przed zniszczeniem. Jako substancję pochłaniającą światło w ogniwie zastosowano ftalan dibutylu, związek organiczny będący składnikiem klejów, a w przeszłości także zmywaczy do paznokci.

Ogniwo zostało wytworzone w komorze próżniowej w temperaturze pokojowej techniką „osadzania z fazy gazowej” także dobrze znaną od wielu lat bez zastosowania żadnych rozpuszczalników, które są stosowane w upowszechnionych obecnie metodach produkowania ogniw słonecznych. Twórcy ogniwa zaznaczają, że substancje wykorzystane do wytworzenia poszczególnych warstw są przykładowe i równie dobrze mogą być wykorzystywane inne substancje jako podłoże. Także warstwa pochłaniająca światło mogą być stosowane inne związki w tym perowskity. 

Badania nad zastosowaniem perowskitów w bateriach słonecznych prowadzi także Polka Olga Malinkiewicz, która w roku za wyniki badań nad perowskitami otrzymała prestiżowe wyróżnienie Photonics21. Wspólnie z dwoma współpracownikami założyła ona spółkę Saule Technologies, która ma opracować technologię produkcji baterii słonecznych na bazie perowskitów.

Grubość ogniwa wytworzonego przez naukowców z MIT wynosi zaledwie 2 mikrometry, ale nie tyle grubość ma kluczowe znaczenie w osiągnięciu naukowców, ale relacja energii uzyskiwanej z ogniwa do jego wagi. O ile typowa bateria słoneczna z krzemowym podłożem i szklaną powłoką ochronną o wadze 1 kg może uzyskać moc rzędy 15 W, o tyle bateria wytworzona metodą opracowaną na MIT przy wadze tysiąckrotnie mniejszej może uzyskiwać moc 6W. Autorzy wynalazku przyznają, że droga do opracowania metody masowej produkcji ogniw bazującej na ich technice jest z pewnością jeszcze długa, ale już dziś można przewidywać, że efekty ich pracy mogą być wykorzystane w dalszych pracach nad nowymi rodzajami baterii słonecznych.

źródło: MIT News, inf. wł.
AB