Wykorzystując silnie porowatą, anodyzowaną folię aluminiową, jako podstawę dla półprzewodnikowych nanokolumn wykonanych z siarczku kadmu (elementów ogniwa słonecznego przetwarzającego energię słoneczną w energię elektryczną), naukowcom udało się stworzyć trójwymiarowe, elastyczne ogniwo słoneczne. Technologia ta być może w przyszłości zostanie zastosowana przy produkcji tanich baterii słonecznych, informuje "Nature Materials".

Słońce, a dokładniej zgromadzona w świetle słonecznym energia, którą za pomocą ogniw słonecznych można coraz wydajniej przekształcać w energię elektryczną, stanowi dziś nadal marginalne źródło prądu na Ziemi. Taka sytuacja wynika z faktu, iż dostępne technologie konwersji światła w prąd elektryczny są albo bardzo drogie lub mało wydajne. By to zmienić, na całym świecie prowadzone są niezliczone projekty badawcze, których cel jest jeden - superwydajne i tanie, więc dostępne dla każdego - ogniwa słoneczne.

Naukowcy amerykańscy z University of California w Berkeley skonstruowali trójwymiarowe ogniwo słoneczne, które nie tylko jest wydajne (w porównaniu do układów budowanych w oparciu o podobne materiały), ale również jest elastyczne!

Układ zbudowany został na podłożu wykonanym z foli aluminiowej, której powierzchnię anodyzowano, by stała się silnie porowata. W otworach osadzono drobinki złota, które pełniąc funkcję katalizatora inicjowały reakcję syntezy nanokolumn siarczku kadmu. Przy tworzeniu nanometrycznej wielkości kolumn wykorzystano proces VLS - ang. vapour-solid-liquid. Nanometr to miliardowa część metra.

Nanokolumny otoczono telurkiem kadmu (niezbędny kontakt elektryczny) po czym całość zalano polimerowym materiałem (PDMS) tworząc nowoczesną, giętką plastikową baterię słoneczną. Taki prototypowy element przetwarza około 6 procent energii światła słonecznego w prąd elektryczny. Nowy nanomateriał pozwala na zamianę w prąd nawet 12 procent energii zmagazynowanej w świetle i taką wydajność mogłoby potencjalnie osiągnąć opracowane przez amerykańskich naukowców ogniwo.

Obecnie prowadzone są prace nad modyfikacją konstrukcji układu, w szczególności sieci elektrod, które obecnie odpowiedzialne są za stratę nawet 50 procent wydajności ogniwa! Naukowcy planują również użycie innych aktywnych elektrycznie materiałów, by ograniczyć konieczność stosowania silnie toksycznych związków chemicznych.

Według badaczy, użycie nanomateriałów o trójwymiarowej aktywnej elektrycznie strukturze, zwiększa wydajność ogniwa słonecznego w porównaniu do dwuwymiarowych odpowiedników, a jednocześnie obniża koszty produkcji układu, gdyż wymagana jest mniejsza ilość drogich związków chemicznych.

Źródło: PAP - Nauka w Polsce