Глаз мухи вдохновил ученых на создание новой солнечной панели

Москва, 10:19, 03 Сен 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Упаковка крошечных солнечных элементов вместе, подобно микролинзам в сложном глазу насекомого, может создать новое поколение современных фотогальванических элементов, говорят ученые из Стэнфордского университета.

Дизайн глаза насекомого был применен для защиты хрупкого фотовольтаического материала (перовскита) от воздействия тепла, влаги или механического напряжения.

Большинство солнечных устройств, таких как панели крыши, используют плоский дизайн. Но этот подход плохо работает с перовскитными солнечными батареями, так как перовскит очень хрупкий.

«Эта хрупкость связана с хрупкой, солеобразной кристаллической структурой перовскита, которая обладает механическими свойствами, подобными поваренной соли», — говорит профессор Николя Ролстон.

Глаз мухи

Чтобы решить проблему долговечности, команда Стэнфорда обратилась к природе.

Сложный глаз мухи состоит из сотен крошечных сегментированных глаз. Он имеет красивую сотовую форму со встроенной избыточностью — если теряется один сегмент, будут действовать сотни других. Каждый сегмент очень хрупкий, но он экранируется стенкой вокруг него.

Солнечная панель из перовскита

Исследователи создали составную солнечную ячейку, состоящую из обширной соты из перовскитных микроэлементов. Каждая ячейка инкапсулирована в шестиугольный каркас шириной всего 500 микрон, сделанный из недорогой эпоксидной смолы, широко используемой в микроэлектронике.

Испытания, проведенные во время исследования, показали, что каркас мало влиял на способность перовскита превращать свет в электричество. Таким образом, удалось достичь огромного увеличения сопротивления повреждениям без потери эффективности.

Долговечность солнечной панели

Но может ли новое устройство противостоять теплу и влажности, которые выдерживают обычные солнечные панели на крыше?

Исследователи подвергали инкапсулированные перовскитные клетки до температуры 85 градусов Цельсия при 85% относительной влажности в течение шести недель. Несмотря на эти экстремальные условия, клетки продолжали вырабатывать электроэнергию при относительно высоких скоростях.

Ученые подали предварительный патент на новую технологию. Для повышения эффективности они изучают новые способы рассеивания света от каркаса в перовскитное ядро каждой ячейки.