Создана солнечная ячейка из "чистого" углерода

Ученые из Стэнфордского университета создали первую солнечную ячейку, полностью состоящую из углерода.

Данная разработка является перспективной альтернативой современным кремниевым солнечным ячейкам, которые имеют ряд недостатков, главный из которых – это высокая цена. В свою очередь, углерод не только дешев, но и может обеспечить более высокую производительность солнечных панелей.

В отличие от жестких кремниевых солнечных панелей, которые украшают многие крыши, стенфордский прототип представляет собой тонкую пленку, которую наносят на поверхность осаждением раствора. В будущем это может позволить покрывать солнечными панелями различные объекты, например здания или автомобили. При этом процесс изготовления раствора и его нанесения не требует большого количества сложного оборудования и значительных финансовых затрат.

Углеродная солнечная панель пока имеет очень низкую эффективность, но ее дешевизна и способность выдерживать экстремальный нагрев могут стать дальнейшим стимулом для развития технологии

Экспериментальная солнечная ячейка состоит из поглощающего солнечный свет светочувствительного слоя, зажатого между двумя электродами. В типичных тонкопленочных солнечных ячейках электроды изготовлены из токопроводящего металла и оксида индия и олова (ITO). Однако таких материалов, как индий, мало, и они с каждым годом дорожают. В свою очередь недостатка в углероде в будущем не предвидится. Ученые заменили серебро и ITO, используемые в обычных электродах, листом графена (пленкой углерода толщиной в один атом) и углеродными нанотрубками в 10000 раз более тонкими, чем человеческий волос. Для активного слоя ученые использовали материал, изготовленный из углеродных нанотрубок и фуллеренов - углеродных молекул похожих по форме на футбольный мяч диаметром в 1 нанометр.

В результате каждый компонент в новой солнечной ячейке изготовлен из дешевого углерода. Правда, пока эффективность новой солнечной ячейки невысока, всего 1%, поэтому ученые работают над ее повышением. В первую очередь низкий КПД связан с тем, что углеродные нанотрубки хорошо поглощают свет в основном в ближнем инфракрасном диапазоне. Зато новая ячейка получилась весьма надежной, в частности она способна выдержать нагрев до температуры 600 градусов по Цельсию.