В Китае придумали солнечную батарею, которая тянется, как резина: зачем она нужна

В Центре науки о новых материях в Университете Рикен в Японии создан новый солнечный элемент. Он может растягиваться почти в 1,5 раза от своего первоначального размера, при этом его эффективность преобразования энергии падает всего на 20%, пишет Interesting Engineering.

Умные часы и фитнес-трекеры, доступные сегодня на рынке, могут контролировать широкий спектр параметров здоровья, от частоты сердечных сокращений до уровня кислорода в крови, стресса и даже уровня глюкозы в крови. Это побудило исследования по разработке специализированных носимых устройств, которые также могут контролировать параметры, характерные для определенных заболеваний.

Поскольку эти носимые устройства становятся все более сложными, пациентам и отдельным лицам приходится носить их постоянно, чтобы обеспечить круглосуточное отслеживание. Однако устройства работают от аккумуляторов и их необходимо снимать для подзарядки.

Фотоэлектрические или солнечные элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество, необходимое для работы этих устройств. Однако солнечные элементы представляют собой чрезвычайно жесткие структуры, которые отслеживающие устройства не могут переносить в их текущем формате. Чтобы решить эту проблему, исследователи работают над созданием эластичных солнечных элементов, которые могли бы питать носимые устройства.

Солнечные элементы состоят из слоев множества компонентов и традиционно изготавливаются в виде жестких структур. "Они похожи на пластиковую пленку, используемую для упаковки продуктов питания — их можно растянуть на 1% или 2%, но на 10% невозможно, поскольку они легко рвутся", — сказал старший научный сотрудник Университета Рикен Кэндзиро Фукуда.

Чтобы добиться этого, команда Фукуды использовала органическое соединение, идентифицированное как ION E, в электродном слое солнечной ячейки. Во время тестирования производительности исследователи обнаружили, что материал потерял всего 20% своей эффективности преобразования энергии, даже несмотря на то, что он был растянут на 50%, т. е. в 1,5 раза от своего первоначального размера.

Благодаря улучшенной адгезии электрод теперь может разделять напряжение с активным слоем, который преобразует свет в электроны, а также улучшать растяжимость устройства. Исследовательская группа намерена использовать это для создания солнечных элементов с большой площадью поверхности, которые будут генерировать большую выходную энергию. Однако носимые устройства с эластичными солнечными элементами не появятся на рынке в ближайшее время.