Учёные разработали жидкие солнечные нанобатареи

Учёные из Университета Южной Калифорнии (USC) создали невероятно дешёвые и стабильные солнечные батареи, состоящие из очень маленьких нанокристаллов, плавающих в проводящей электричество жидкой суспензии, сообщает «WordScience.org».

Солнечные нанокристаллы имеют размер около четырёх нанометров. К примеру, на булавочной головке может быть помещено более, чем 250000000000 нанокристаллов. А, так как они плавают в жидком растворе — солнечные батареи можно напечатать прямо на бумагу», — сказал Ричард Бручи (Richard L. Brutchey), ассистент профессора химии в «USC Dornsife College of Letters».

Бручи и исследователь Дэвид Веббер (David H. Webber) разработали новое защитное покрытие нанокристаллов, которое сделано из селенида кадмия. Их исследование, охарактеризованное как «горячие статьи», будет опубликовано в этом месяце в международном журнале по неорганической химии «Dalton Transactions».

Жидкие нанокристаллические солнечные батареи дешевле в изготовлении, чем солнечные батареи из монокристаллических кремниевых пластин, но не столь эффективные при преобразовании солнечного света в электричество. Бручи и Веббер решили одну из ключевых проблем жидких солнечных батарей: как создать стабильную жидкость, которая будет хорошо проводить электричество.

В прошлом органические молекулы лиганда были соединены с нанокристаллами для поддержки стабильности и предотвращения слипания. Эти молекулы, также изолировали кристаллы, в результате чего образовалась ужасная электрическая проводимость.

«Это была реальная проблема в данной области», — сказал Бручи.

Бручи и Веббер обнаружили синтетический лиганд, который не только хорошо стабилизирует нанокристаллы, но и выстраивает микроскопические соединения, которые соединяют крошечные нанокристаллы для хорошей проводимости электрического тока.

При сравнительно низкой температуре процесса, метод исследователей также допускает возможность того, что солнечные элементы могут быть распечатаны на пластике без каких-либо проблем связанных с температурой плавления — в результате появляются гибкие солнечные панели, которые могут применять абсолютно любую форму.

Поскольку данное исследование продолжается, Бручи поделился, что планирует разрабатывать нанокристаллы построенные не только из кадмия, так как он коммерчески ограничен из-за своей токсичности.

«Несмотря на то, что расширение этой технологии может занять ещё несколько лет, мы уже видим чёткое продвижение к интеграции этой технологии в следующем поколении солнечных технологий», — сказал Бручи.