Исследователи из японского института RIKEN разработали инновационный тип солнечных панелей, способных растягиваться без потери своих свойств по преобразованию света в электричество. Это изобретение может стать ключевым шагом в развитии носимых технологий нового поколения.
Текущие носимые гаджеты, включая умные часы и медицинские мониторы, требуют регулярной зарядки, что может быть неудобным для пользователей. Внедрение гибких и растяжимых солнечных панелей может устранить этот недостаток, позволяя устройствам заряжаться от солнца на протяжении дня.
Однако создание таких панелей представляет собой сложную задачу, так как они должны быть не только гибкими, но и сохранять свою эффективность при растяжении. Группа учёных под руководством Кендзиро Фукуды из центра RIKEN придумала решение, позволяющее преодолеть эти трудности.
«Наше внимание сосредоточено на разработке тонких и гибких устройств, но их растяжимость оставляет желать лучшего. Они напоминают пластик для упаковки продуктов, который можно растянуть на 1-2%, но если попытаться растянуть больше, он рвётся», — делится Фукуда.
Фукуда и команда внедрили новый метод, который подразумевает использование эластичных материалов для каждого слоя устройства. Основной трудностью стало достижение компромисса между растяжимостью и эффективностью каждого из слоёв.
В результате исследований была создана гибкая солнечная панель с выдающейся растяжимостью. Она снижает свою эффективность только на 20% при растяжении на 50% от первоначальной длины. Кроме того, она сохраняет 95% эффективности после 100 циклов растяжения на 10%.
Основным элементом достижения такой растяжимости стало органическое соединение ION E, добавленное в электродный слой солнечной панели. Оно не только улучшает растяжимость электрода, но и усиливает сцепление между различными слоями панели.
Эти улучшения позволяют электроду принимать часть нагрузки при деформации активного слоя, находящегося над ним, тем самым расширяя возможности растяжения устройства в целом.
Долгосрочной целью учёных является создание растягиваемых органических солнечных панелей большой площади. Однако остаётся нерешённой проблема низкой проводимости полимеров, ответственных за передачу произведённой энергии.
Появление растяжимых солнечных элементов может стать важным шагом в производстве носимой электроники нового уровня. Это открытие сулит создание более удобных и автономных устройств, работающих на энергии солнца.
Источник: iXBT
