Инновационные солнечные батареи могут генерировать и сохранять энергию одновременно

Существующие сегодня на рынке коммерческие системы солнечных батарей, как правило, достаточно громоздки и включают в себя целый ряд дополнительных компонентов, начиная от поворотных механизмов (трекеров) и заканчивая громоздкими аккумуляторами и суперконденсаторами. Ну а если в доме просто нет места для размещения аккумулятора или трекера? Специально для таких случаев команда ученых из университета Висконсин-Медисона под руководством инженера Хунжуя Цзяна разработала новую инновационную солнечную батарею, которая может одновременно и производить электроэнергию из солнечного света, и сохранять ее для последующего использования.

Ученые создали новую солнечную батарею на основе самофокусирующейся контактной линзы, которая была разработана ранее в рамках проекта по гранту от Национального института здравоохранения. Эта линза сама адаптируется к глазам взрослого человека, страдающего от пресбиопии, естественного процесса старения, при котором способность глаза к фокусированию снижается.

Для того, чтобы привести контактную линзу в действие, Цзян и его команда разработали многофункциональное устройство, которое совмещает в себе как технологию захвата солнечного света, так и технологию его хранения и использования. Верхний слой каждого фотоэлемента представляет собой обычный электрод, преобразующий солнечный свет в свободные электроны. Во время процесса преобразования большинство электронов (как постоянный электрический ток) используются для поддержки силовой нагрузки, а меньшая часть свободных электронов поступает на полимер поливинилиденфторид (PVDF), покрытый нанопроводами из оксида цинка. Полимер PVDF имеет высокую диэлектрическую проницаемость, поэтому может выступать в качестве аккумулятора.

В настоящее время солнечная батарея Цзяна может преобразовывать только 4 процента солнечного света, который попадает на фоторецепторы, в полезную электроэнергию. Другими словами, ее эффективность на 20 процентов меньше эффективности большинства коммерчески доступных солнечных батарей. Однако, ученые планируют усовершенствовать конструкцию батареи путем изменения стандартного размера фотоэлемента, ожидая достичь большей эффективности преобразования и хранения солнечной энергии.