Сегодня появляется все больше крошечных электронных устройств, выполняющих сложные задачи: компактные беспилотники, биосенсоры, электронная кожа для роботов. У сложных устройств, которые должны быть невесомыми, общая проблема – обычные аккумуляторы слишком тяжелы.
Интересно Сотни терабайтов в кварцевом стекле: изобретатели разработали новый метод хранения данных
Эту проблему можно решить с помощью компактных солнечных панелей. Производство таких панелей – технологически сложная задача, но коллектив из университета KAUST в Саудовской Аравии разработал новую формулу чернил, благодаря которым микроскопические солнечные аккумуляторы можно печатать на специальном принтере.
Новые солнечные панели решают проблему с аккумулятором
Обычно солнечные панели – это большие и тяжелые конструкции. Они используются в географических зонах с высоким освещением, чтобы накапливать солнечную энергию. Но что если получать энергию от Солнца можно будет не только на огромных полях, но и на любых поверхностях, например, на стекле разумных очков?
Миниатюрные и гибкие солнечные панели / Фото homo-science
Солнечные элементы теперь можно сделать настолько тонкими, легкими и гибкими, что они спокойно могут лежать даже на поверхности мыльного пузыря. Это стало возможным благодаря новому материалу полимера полистиролсульфоната (PEDOT: PSS), у которого важное преимущество – он гибкий.
Новые "невесомые" солнечные панели похожи по структуре на сэндвич, они состоят из нескольких слоев. Чтобы получить электрический ток, необходим фотоактивный слой, который под воздействием солнечного света отдает электроны, и катодный электрод, принимающий электроны. Команда из университета KAUST придумала собственную формулу чернил для печати каждого слоя сэндвича.
Структура "невесомых" солнечных панелей / Фото homo-science
В качестве электрода использовался гибкий полимер (PEDOT: PSS), а в качестве фотоактивного слоя – органический материал (P3HT:O-IDTBR). Для улучшения экстракции электронов авторы добавили слой оксида цинка (ZnO). Весь этот бутерброд упаковали в слой париллена – гибкого, водонепроницаемого и биосовместимого защитного покрытия.
Не пропустите Ученые создали инопланетный лед, который формируется под действием плюсовых температур
Где можно использовать такие солнечные панели
Такие солнечные панели можно печатать на стеклах или ультратонких, гибких подложках. Они выдержали испытание на водостойкость, проведя по шесть часов в обычной и соленой морской воде. Прежде всего, тонкие солнечные панели пригодятся в качестве источника энергии для миниатюрных медицинских устройств и датчиков, закрепленных прямо на коже или даже внутренних органах человека.