Ультратонкие солнечные батареи для зарядки телефона станут вдвое дешевле
Каждый из нас наверняка знает о существовании альтернативных источников энергии: Солнца, ветра, приливов. Использование их представляется весьма перспективным. Специалисты подсчитали, что суммарное количество энергии от сжигания нефти, газа и других традиционных источников, значительно меньше, чем то, которое получает Земля от Солнца.
Первый элемент фотогальваники был создан американской компанией «Белл Телефон» в 1954 году. Сегодня солнечные батареи широко используются для автономного энергоснабжения самых различных устройств, особым спросом пользуются мобильные солнечные батареи для зарядки телефона или ноутбука. Они имеют очевидные преимущества: бесплатная энергия, надежность и продолжительный период эксплуатации. К недостаткам солнечных батарей, кроме зависимости от погоды, относится их относительно высокая стоимость.
Для изготовления батарей используют кристаллический кремний толщиной от 100 до 300 мкм. Конструктивно достаточно вдвое меньшей толщины, но при резке материала даже на такие пластины получается много отходов, иногда до половины от исходной массы. Эксперты сообщают, что попытки сделать кремниевые пластины тоньше предпринимаются уже несколько лет, но до сих пор они ограничивались теоретическими разработками. Способы получения сверхтонких пластин были слишком затратными, а сами пластины было трудно использовать, так как кремний – очень хрупкий минерал.
Калифорнийской компании «Twin Creeks Technologies» удалось решить эту сложную проблему. Недавно она объявила, что начинает выпуск пластин толщиной в 20 мкм, это меньше в десять раз, чем толщина стандартных заготовок из монокристаллического кремния. В новой технологии был применен метод протонной бомбардировки. Донорская пластина кремния помещается в вакуумную камеру и подвергается строго дозированному воздействию ионов водорода с помощью ускорителя ионов «Hyperion 3». При этом на расчетной глубине создается слой, насыщенный протонами. Затем заготовку нагревают в печи, и ионы образуют тонкий слой микропузырьков. По этой границе от монолита легко отколоть идеально ровный 20-микрометровый пласт.
С одной исходной кремниевой пластины получается от 10 до 14 заготовок для батарей. Для упрочнения полученных пластин к ним добавляют тонкую металлическую подложку. Установка «Hyperion 3» имеет годовую производительность до 6 мегаватт. Стоимость серийных батарей, полученных по обычной технологии, составляет около 80 центов за ватт. «Twin Creeks Technologies» обещает снизить ее вдвое, до 40 центов, поэтому в скором времени солнечные батареи для зарядки ноутбука станут гораздо дешевле.
