В Стэнфордском университете создали первую солнечную ячейку, полностью состоящую из углерода. В перспективе данная разработка может стать альтернативой современным кремниевым солнечным ячейкам, которые имеют ряд недостатков, главный из которых – это высокая цена. Углерод же заметно дешевле, а также может обеспечить более высокую производительность солнечных панелей, сообщает CNews - наука и разработки.
Экспериментальная ячейка состоит из поглощающего солнечный свет светочувствительного слоя, зажатого между двумя электродами. В типичных тонкопленочных солнечных ячейках электроды изготовлены из токопроводящего металла и оксида индия и олова (ITO). Однако таких материалов, как индий, мало, и они с каждым годом дорожают. В свою очередь недостатка в углероде в будущем не предвидится.
Американские ученые заменили серебро и ITO, используемые в обычных электродах, листом графена (пленкой углерода толщиной в один атом) и углеродными нанотрубками в 10 тыс. раз более тонкими, чем человеческий волос. Для активного слоя ученые использовали материал, изготовленный из углеродных нанотрубок и фуллеренов - углеродных молекул похожих по форме на футбольный мяч диаметром в 1 нанометр.
В результате каждый компонент в новой солнечной ячейке изготовлен из дешевого углерода. Правда, пока эффективность новой солнечной ячейки невысока, всего 1%, поэтому ученые работают над ее повышением. Кроме того, новая ячейка будет весьма надежной, так как она способна выдержать нагрев до температуры 600 градусов по Цельсию.
В отличие от жестких кремниевых солнечных панелей, которые украшают многие крыши, углеродный прототип представляет собой тонкую пленку, которую наносят на поверхность осаждением раствора. В будущем это может позволить покрывать солнечными объекты самой разной формы, например здания или автомобили. При этом процесс изготовления раствора и его нанесения не требует большого количества сложного оборудования и значительных финансовых затрат.
Углеродная солнечная панель пока имеет очень низкую эффективность, но ее дешевизна и способность выдерживать экстремальный нагрев могут стать дальнейшим стимулом для развития технологии