Чернила с нановолокнами обещают существенно поднять КПД солнечных батарей

Шведский стартап Sol Voltaics только что объявил о намерении начать производство чернил с нановолокнами, разработанных ранее в Лундском университете (Швеция) под руководством профессора Ларса Самуэльсона (Lars Samuelson).

Стоячие нановолокна в солнечных батареях хотя и способны значительно увеличить их эффективность, поскольку улавливают больше света, имеют один неоспоримый недостаток: в лабораторных условиях их получают методом химического осаждения, а это слишком дорого, чтобы имело смысл организовывать их массовое производство. Технология г-на Самуэльсона по выращиванию нановолокон из арсенида галлия, кажется, свободна от него. Учёный называет способ аэротаксиальным, по аналогии с более традиционным эпитаксиальным. Испаряя частицы золота до облачка наночастиц, его затем загоняют в трубообразную печь, в которой присутствуют два газа. Золото играет роль катализатора образования нановолокон в такой атмосфере и позволяет им расти от 20 до 1 000 раз быстрее, чем методом осаждения. Контролируя температуру и время реакции, можно получать нановолокна заранее выбранного размера.

Нанолес волокон впервые предложено наносить методом, совместимым с коммерческой успешностью конечного продукта. (Иллюстрация Sol Voltaics.)

Такого рода нановолокна, распределённые в специальных чернилах и нанесённые стоймя на поверхность фотоэлементов при помощи обычной печати по принтерному принципу, позволяют им улавливать больше света, чем это обычно происходит:

Скажем, при обработке чернилами солнечных батарей на фосфиде индия их КПД увеличивается на 13,8%.

Сейчас главное, что заботит исследователей, — длительное испытание чернил вместе с кремниевыми солнечными батареями (самыми массовыми сегодня). Теоретические соображения подсказывают, что рост их эффективности при нанесении новых чернил должен достичь 20–25%.

На первый взгляд, это не так много. Но, по расчётам Sol Voltaics, стоимость таких чернил вместе с их нанесением и последующим фиксирующим полиэстеровым слоем не превысит 1–2 цента на ватт установленной мощности фотоэлементов. Между тем себестоимость последних сегодня равна 75 центам. Всё дело в том, что на квадратный метр кремниевого фотоэлемента понадобится лишь один грамм нановолокон. Поэтому, хотя сами волокна и состоят из недешёвого арсенида галлия, рост эффективности солнечных батарей наверняка «побьёт» увеличение их стоимости.

Если ресурсные испытания нового покрытия вместе с кремниевыми фотоэлементами увенчаются успехом, его серийное производство начнётся в 2015 году.

Подготовлено по материалам Technology Review.