Разработаны микроскопические солнечные батареи

Учёные из национальной лаборатории Sandia создали крошечные фотоэлектрические элементы, которые в десять раз тоньше, чем обычные солнечные батареи, однако превосходят их по многим параметрам. Потенциал применения новинки крайне широк — от спутников и средств дистанционного зондирования до походных палаток и даже одежды.

Ведущий исследователь лаборатории Грег Нильсон (Greg Nielson, на снимке) утверждает, что запуск в серийное производство миниатюрных фотоэлектрических элементов может, к примеру, помочь охотникам, военным и туристам быстро заряжать аккумуляторы в полевых условиях, а также приведёт к созданию массовой "электрической" одежды и аксессуаров (фото Randy Montoya).

Крохотные частицы из кристаллического кремния, как утверждают в пресс-релизе учёные, более эффективны и дёшевы по сравнению с батареями стандартного размера.

Испытания выявили множество преимуществ использования солнечных батарей микроскопической толщины (от 14 до 20 микрометров) и небольшого поперечника, которые, однако, при сборке в крупные блоки могут использоваться для производства электроэнергии в больших объёмах.

Так, например, благодаря толщине элементов они могут быть изготовлены из коммерческих пластин практически любого размера, и если одна клетка окажется бракованной, её можно просто заменить, вместо того чтобы менять целиком батарею. Каждый такой элемент сам работает как проводник и способен выдавать относительно высокое напряжение, что должно уменьшить расходы, связанные с проводкой, коммутирующей такой массив микроскопических ячеек в единое целое.

Исследователи считают, что миниатюрная кристаллическая структура фотоэлементов может решить большинство проблем, с которыми сталкиваются работающие в этой области специалисты (например, громоздкий дизайн). Каждая батарейка в этом экспериментальном наборе насчитывает от 0,25 до 1 миллиметра в поперечнике (иллюстрация Murat Okandan).

Изготовленные по методам производства микроэлектромеханических систем (MEMS) элементы имеют шестиугольную форму с электрическими контактами, содержащимися в каждом углу.

По словам специалистов, уже на данном этапе разработки электричество может быть собрано с КПД 14,9% от одного элемента, и это весьма выгодный показатель в сравнении со стандартными коммерческими модулями и их диапазоном эффективности в 13-20%.