Вчені створили фотоелемент, у 36 разів потужніший за існуючі

Новий метод виробництва великих листів високоякісного графена – матеріалу товщиною в один атом – може призвести до появи надлегких і гнучких сонячних елементів, нових класів світлодіодів та іншої тонкоплівкової електроніки, пише Eco Town.

Пошук методу виробництва тонких і прозорих електродів, які б зберігали стабільність під відкритим небом, став одним з першочергових завдань сучасної електроніки. Нинішній стандарт для оптоелектронних пристроїв – оксид індію-олова (ITO), що занадто дорогий.

Саме тому дослідницькі групи розробляють альтернативу ITO з органічних або неорганічних матеріалів. Зокрема, привабливими характеристиками володіє графен, різновид чистого вуглецю, атоми якого розташовані в формі плоского шестикутника. У нього відмінні електричні і механічні властивості, при цьому його легко вирощувати великими листами. Однак головна хитрість полягає в тому, щоб відокремити вирощені листи графена від мідної підкладки.

Цей процес перенесення часто призводить до порушення нормальної роботи, які пошкоджують цілісність аркуша і істотно знижують електричну провідність матеріалу. Однак завдяки новій технології, різко зростає стабільність виробничого процесу і якість кінцевого продукту.

Ключем до ефективності став буферний шар з полімеру парилену, який адаптується на атомному рівні до графенових листів, на яких він тримається. Парилен проводиться в результаті того ж процесу осадження з парової фази, що і графен, що спрощує технологію.

Як зразок продукції вчені створили сонячний елемент з графеновим шаром в якості одного з електродів і шаром парилену, який також виступав підкладкою пристрою. Коефіцієнт пропускання для графенової плівки склав майже 90% при видимому діапазоні світла. А за питомою потужністю він проявив себе в 36 разів краще, ніж аналогічні фотоелементи на основі ITO.

Цей винахід може спричинити рекордне здешевлення сонячної енергії, однак цей процес відбувається і так - сонячна енергія за рік подешевшала на 13%.