Jednym z takowych są panele, które mogą się wyginać. Te lekkie, elastyczne struktury stanowiły obiekt ostatnich badań. Ich autorzy próbowali zrozumieć, czy w takiej wersji możemy mówić o podobnej wydajności i przydatności, jak w przypadku klasycznych ogniw. Wyniki przeprowadzonych analiz zostały zaprezentowane na łamach Nature.
Czytaj też: Fotowoltaika ma poważny problem. O tym ograniczeniu mówi się zdecydowanie zbyt rzadko
Ich autorzy przetestowali elastyczne ogniwa wykonane z krzemu krystalicznego i doszli do wniosku, jakoby były one równie wydajne jak konwencjonalne moduły. Jednocześnie mają one pewną przewagę nad konkurencją. Ta bierze się rzecz jasna z właściwości polegających na wyginaniu takich paneli. Sprawia to bowiem, że można je montować w niedostępnych do tej pory miejscach.
Stosowane dotychczas panele montowane były na płaskich powierzchniach wolnych od naprężeń, dzięki czemu były one w mniejszym stopniu narażone na uszkodzenia. Oczywiście pojawia się pytanie: skoro elastyczne ogniwa są takie wspaniałe, to dlaczego z nich powszechnie nie korzystamy? Odpowiedź jest prosta: ponieważ ich wydajność była do tej pory zatrważająco niska.
Elastyczne panele słoneczne mogą być montowane wszędzie tam, gdzie konwencjonalne rozwiązania nie mają racji bytu
Dzięki ostatnim postępom sytuacja ma się jednak odwrócić. Zwiększając sprawność takich paneli oraz pozostawiając ich kluczową cechę, czyli zdolność do wyginania, inżynierowie mogliby stworzyć opcję idealną z zakresu fotowoltaiki. Rzeczone zmiany nastąpiły z udziałem badaczy z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju. To właśnie na ich konto możemy przypisać cienkie, lekkie ogniwa oparte na krzemie. Ich elastyczność jest tak wysoka, że można je zawijać, nie tracąc przy tym wydajności.
Zanim autorzy mogli ogłosić sukces, zaczęli od odchudzenia wafla krzemowego o ponad 60 procent. W efekcie stał się on cieńszy i bardziej elastyczny, choć jednocześnie zaczął słabiej pochłaniać światło słoneczne. Aby przywrócić pożądaną z punktu widzenia produkcji energii elektrycznej właściwość, chińscy naukowcy stworzyli mikroskopijne wypukłości w kształcie piramid na powierzchni ogniw.
Czytaj też: Arabski przewrót w fotowoltaice. Co odkryto?
W ten sposób pochłanianie światła się zwiększyło, ale obniżeniu uległa zdolność do wyginania się. Analizując pęknięcia komórek w zwolnionym tempie, autorzy zrozumieli coś bardzo ważnego. Jak stwierdzili, pęknięcia zaczynały się tworzyć na krawędziach komórek w kanałach między piramidami. Zmiękczając rzeczone kanały, sprawili, iż komórka nie tylko nie ulegała niszczeniu, ale dodatkowo utrzymywała swoją pierwotną wydajność.
Co istotne, do produkcji takich ogniw można wykorzystać obecnie stosowane metody tworzenia wafli krzemowych. W takim wariancie mówimy o około 95% niższej wadze niż w przypadku konwencjonalnych paneli. Z tego względu można je stosować w miejscach, które do tej pory byłyby narażone na uszkodzenia, gdyby umieścić na nich cięższe panele. O tym, jak ekstremalne warunki zostały przetestowane najlepiej świadczy fakt, iż eksperymenty odbywały się między innymi na wysokości 20 kilometrów i na unoszącym się w powietrzu balonie.