Рис.1. Схематическое представление изгибов плёнки для солнечных батарей на основе мезопористого материала (a) и массива нанопроводов.
Рис.2. SEM-изображения нанопроводов, выращенных на пластиковой подложке с помощью низкотемпературного гидротермального синтеза: (a) только полученный образец и (b) образец после 2000 изгибов с радиусом 5 мм.
Рис.3. (a) Основные характеристики солнечной батареи: Jsc, Voc, FF, PCE, Rsh и Rse. (b) Сравнение параметра PCE (эффективность превращения энергии) в зависимости от количества циклов изгиба (квадратик – солнечная батарея с нанопроводами из оксида цинка, кружки – солнечная батарея с наночастицами оксида цинка).
Рис.4. SEM-изображения наночастиц оксида цинка на поверхности нанопроводов ZnO: (a) до изгиба, (b) после 1000 циклов изгиба радиусом 5 мм. (c) Вольтамперная характеристика солнечной батареи на основе нанопроводов из оксида цинка (треугольник), нанопроводов, модифицированных наночастицами оксида цинка (кружки) и вольтамперная характеристика последней солнечной батареи после 5 циклов изгиба с радиусом 5 мм. Вставка: спектр поглощения красителя, полученного растворением нанопроводов в KOH. Содержание красителя в модифицированной солнечной батареи намного выше, чем в не модифицированной.
Гибкие солнечные батареи на основе нанопроводов оксида цинка
Гибкие солнечные батареи на основе красителей, созданные на пластиковой подложке – лёгкие, тонкие и удобные. Стоимость их производства невысока, и они могут принимать самые необычные формы. Всё это является определяющими критериями для применения в портативных устройствах. На сегодняшний день разработано множество технологий получения данного рода солнечных батарей, однако существует потребность в создании именно высокогибких устройств. Обычная технология производства заключается в нанесении тонкой плёнки пористого материала (например, TiO2 или ZnO) с последующей пропиткой «губки» различными красителями: высокое содержание красителя обеспечивает более высокое значение КПД устройства. При этом конструкция остаётся жёсткой, а большие изгибы могут привести к трещинам, что снижает срок службы устройства и его эффективность.
Авторы работы, опубликованной в Applied Physics Letters, использовали низкотемпературный гидротермальный синтез для получения морфологии, подобной той, что представлена на рисунке 1b. На рисунке 2 представлены микрофотографии полученных нанопроводов оксида цинка. Был проведён ряд экспериментов по изгибу изготовленной солнечной батареи и измерению основных её параметров (рис.3); результаты свидетельствуют о том, что значительных изменений свойств не наблюдается даже после 2000 изгибов.
Далее учёные решили модифицировать поверхность нанопроводов оксида цинка, вследствие недостаточной эффективности полученного ранее устройства. Микрофотографии модифицированного материала для солнечной батареи и сравнения характеристик с материалом на основе не модифицированных нанопроводов представлены на рисунке 4. Применение наночастиц на поверхности нанопроводов позволило увеличить общую эффективность работы солнечной батареи более чем в 2 раза, при этом после изгибов вольтамперные характеристики устройства практически не изменились.
Учёные надеются, что развитие подобных подходов для создания солнечных батарей позволит создавать дешёвые и гибкие солнечные батареи, которые найдут своё применение в одежде, портативной технике и т.д.
Думается, что после макроизгибов - самое важное подтвердить отсутствие макротрещин.
Структура микронного уровня вряд ли меняется от таких деформаций, и одного изображения достаточно по минимуму.
Также важно иметь в виду очень жесткий сжатый формат APL, в других журналах авторы вероятно смогли бы позволить себе опубликовать изображения "до и после" в обоих масштабах.
Понятно, что рис.1 схема. Но если боролись и побороли именно микроразрушения, то почему бы не дать такое фото? Или там видно "осыпание" наночастиц с нанопроволоки?
Изгиб был с макро-радиусом 5 мм, то есть главные ожидаемые проблемы с "макро" разрушениями на уровне порядка сотен микрон, отсутствие оных после значительного числа изгибов и продемонстрировано рисунками 2б и 4б.
Кстати, наверное так оно и есть, так как при большом количестве изгибов начинают меняться характеристики, т.е. какое-то совершенно незначительное микроразрушение происходит
А как эта батарея может применяться в быту или же на заводе? Когда? Надеюсь, что надёжно.
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Перст-дайджест В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Ленточки в косую полосочку: где кончается текстурный дизайн и начинается деформационная инженерия. Борофен: От слоя к слою. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать: скачки Баркгаузена в сегнетоэлектрике. Украшение из скандия для притяжения водорода. Нобелевская премия 2021.
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.
Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
)