Celulele solare pliabile mai subțiri decât hârtia sunt noua creație a cercetătorilor

O echipă de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Jiangsu (JUST, din China) au dezvoltat celulele solare pliabile pe bază de siliciu mai subțiri decât o coală de hârtie A4. La acest proiect au contribuit și cercetători de la Universitatea Curtin (Australia) și de la LONGi Green Energy Technology (China).

Celulele solare pe bază de siliciu sunt folosite în mod abundent pentru a satisface cererea de energie în tranziția de la combustibilii fosili la energia solară sustenabilă. Costurile de implementare a celulelor solare au scăzut constant în ultimele decenii, facilitând implementarea lor la scară largă.

Cu toate acestea, tehnologia a fost limitată la aplicații precum fermele solare montate la sol, care folosesc panouri plate și rigide. Domeniile de aplicare precum cele care utilizează suprafețe curbate au rămas în afara domeniului de aplicare al celulelor solare pe bază de siliciu și utilizează în schimb tehnologii mai scumpe.

Celulele solare pliabile sunt cele mai subțiri de până acum

Celulele solare realizate din siliciu cristalin au o structură de tip sandvici, în care substratul wafer (stratul intermediar) reprezintă cea mai mare parte a grosimii celulei. Încercările anterioare de a face aceste celule de siliciu mai flexibile au avut rezultate pozitive. Încercarea publicată în 2023 a implicat cercetători de la Institutul Shanghai pentru Microsisteme și Tehnologie a Informației, care au obținut celule solare cu o grosime de doar 60 de microni, adică aproximativ grosimea unui fir de păr.

Cercetătorii de la JUST au mers mai departe și au produs celule solare din siliciu cu o grosime de doar 50 de microni, mai subțiri decât o coală de hârtie A4. Spre deosebire de hârtie, totuși, celulele solare pliabile nu pot fi îndoite complet, dar pot fi rulate, ceea ce este util atunci când sunt implementate pe sateliți și în alte aplicații spațiale.

Subțierea celulelor solare din siliciu are și un alt avantaj. Fabricarea unor astfel de celule solare utilizează mai puțin material și reduce greutatea și costurile de implementare. Cu toate acestea, există și un dezavantaj, deoarece celulele solare își pierd eficiența de conversie a energiei, subliniază Interesting Engineering.

De ce nu sunt populare astfel de celule solare?

Pierderea eficienței de conversie a energiei (PCE) a fost un motiv major pentru care celulele solare mai subțiri nu au devenit încă populare. Este nevoie de mai mult decât reducerea grosimii la 50 de microni pentru a facilita utilizarea celulelor solare flexibile. În încercările anterioare, celulele solare de siliciu flexibile cu o grosime mai mică de 150 de microni au avut o PCE de până la 24,7%.

Pentru ca aceste celule solare să fie eficiente, PCE ar trebui să fie menținută în jurul acestei valori. Cu toate acestea, cercetătorii au reușit să îmbunătățească PCE la peste 26% pentru toate celulele pe care le-au produs, a căror grosime varia între 50 și 130 de microni.

Acest lucru este remarcabil, deoarece celulele solare de siliciu standard au atins deja o limită a PCE la 26%. Prin subțierea lor, cercetătorii au reușit să depășească această limită. Cercetarea îi atribuie acest lucru migrației și separării sarcinilor realizate în celulele mai subțiri.

Deoarece celulele de siliciu pot fi îndoite în orice curbură, cercetătorii sunt încrezători că acestea pot deservi o gamă largă de dispozitive, cum ar fi dronele, baloanele cu aer cald și chiar dispozitivele inteligente purtabile. Echipa se concentrează acum pe dezvoltarea unor celule solare flexibile, ușor transportabile, care pot fi rulate sub formă de film, conform unui raport South China Morning Post.

Vă recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință au dezvoltat un oțel revoluționar care „nu poate fi explicat”

Primul semiconductor cu grafen din lume ar putea alimenta viitoarele computere cuantice

A fost creat primul prototip de baterie cu hemoglobină

Cercetătorii au creat „solul electronic” care accelerează creșterea culturilor