Тонкие элементы: Новое направление развития солнечной энергетики
Совершенствование технологий производства солнечных элементов в последнее время в основном было направлено на повышение эффективности преобразования энергии и снижение производственных затрат. Группа исследователей из Массачусетского технологического института в работе, опубликованной недавно в журнале Nano Letters, предложила новое направление развития солнечной энергетики — переход к использованию сверхтонких и сверхлегких солнечных элементов из одноатомных слоев графена и дисульфида молибдена.
Эффективность преобразования солнечной энергии двуслойными сверхтонкими элементами будет составлять всего 1−2%, но, увеличив количество слоев, можно повысить эффективность до значений, сравнимых с эффективностью традиционных солнечных элементов (15−20%). При этом суммарная толщина слоев, измеряемая нанометрами, все равно будет в сотни тысяч раз меньше, чем толщина кремниевого элемента.
Использование сверхлегких солнечных панелей имеет огромный потенциал для решения задач, в которых вес является решающим фактором — авиация, космонавтика, электрификация удаленных районов развивающихся стран с высокими транспортными расходами.
Низкий вес удешевит не только транспортировку панелей. Около 50% стоимости современных солнечных энергетических систем составляют опорные элементы, монтаж, проводка и системы управления — затраты, которые могут быть существенно сокращены при использовании легких панелей.
Долговременная стабильность и устойчивость к воздействию влаги и ультрафиолетовых лучей материалов сверхтонких элементов позволят отказаться от слоя тяжелого и дорогого стекла, использующегося для защиты традиционных солнечных элементов от внешних воздействий.
Эти материалы существенно дешевле, чем кремний высокой степени очистки, а их количество, необходимое для изготовления солнечных элементов — в буквальном смысле микроскопическое.
Технологий широкомасштабного производства дисульфида молибдена пока не существует, но в этом направлении ведутся активные исследования, и авторы работы, признавая важность проблемы производства этого материала, считают ее решаемой.
По сообщению MIT