Технологии

Скоро вы сможете полностью зарядить свой мобильный телефон с помощью пластиковой солнечной батареи, построенной с таким расчетом, чтобы поглощать свет и тепло внутри помещения, что сделает эту технологию воистину "беспроводной". Такой футуристический сценарий на несколько лет приблизился к реализации после создания Тедом Сарджентом и коллегами в Университете Торонто пластиковой инфракрасной (ИК) солнечной ячейки. Это открытие позволяет создавать дешевые и эффективные солнечные фотовольтаические элементы, производящие больше энергии в расчете на затраченные средства, чем топливные элементы.

Первые ячейки были созданы при переработке растворов. Полупроводниковые наночастицы сульфида свинца, не более 4 нм диаметром, были суспендированы в полупроводниковом пластике. Контролируя размер нанокристаллов (квантовых точек), солнечный элемент можно настроить на поглощения ИК света с длиной волны 980, 1200 и 1355 нм для превращения его в электрический ток. Низкая стоимость такого пластика в сочетании с "бросовой" ИК - энергией, окружающей нас, может сделать такое устройство доступным источником энергии. Группа Сарджента не первой создает пластиковые солнечные батареи – уже несколько компаний работают над приложением таких элементов. Однако солнечный элемент Сарджента является первым, работающим от излучения в инфракрасной области спектра.

Новая технология борется с одной из основных проблем обычной поликремневой солнечной батареи – высокой стоимостью одного ватта мощности. Текущая стоимость одного ватта солнечной энергии составляет 0.25-1.00 за киловатт-час, тогда как в среднем по США в 2001 году 1 киловатт-час стоил 0.07$. Такая высокая стоимость объясняется дороговизной материалов ячейки и процессов их изготовления. Стоимость ватта можно снизить при удешевлении расходов на создание элемента и повышении его эффективности, что может быть достигнуто при использовании пластиковых солнечных элементов.

Полупроводниковые пластики – полимеры, проводящие электрический ток, гораздо дешевле кристаллического кремния. Компания Konarka Technologies, Inc. уже создает гибкие пластиковые солнечные элементы на основе наноструктурированных материалов для военных и бытовых применений, используя процесс как при создании фотопленок. В Пентагоне рассчитывают создавать на основе элементов Konarka палатки, генерирующие ток из солнечного света, что позволит солдатам заряжать мобильные телефоны прямо посреди поля. До настоящего момента такие материалы работали только в видимом диапазоне света с низкой эффективностью, однако сейчас Konarka создает батарею, превращающую в электричество до 8% поглощенного света.