Новый сорт бумаги, созданный из деревянных волокон международной группой исследователей из США и Китая, существенно увеличивает КПД фотоэлементов и, по мнению авторов, вполне возможно, станет в будущем их непременной составной частью.
Эффективность солнечной батареи зависит от двух факторов – оптической прозрачности и оптической замутненности материала подложки, на которую падает свет. Чем выше прозрачность, тем больше фотонов отдают фотоэлементу свою энергию. Чем больше замутненность, тем больше он рассеивается и тем лучше абсорбируется активным материалом фотоэлемента. Однако эти два свойства у большинства материалов вступают между собой в противоречие: чем выше их прозрачность, тем меньше дымки они создают. Так, у материалов с высокой прозрачностью, около 90%, затуманивание меньше 20%.
Прозрачная бумага, созданная американо-китайской командой, это противоречие убирает – у нее и прозрачность не в пример выше (96%), и оптическая замутненность высока – около 60%. Добиться такого результата ученые смогли, превратив ее микропористую структуру в нанопористую. Обычная бумага наполнена микропустотами, рассеивающими свет и резко снижающими ее прозрачность. C помощью специальной процедуры TEMPO исследователи ослабили водородные связи между микроволокнами, из которых состоят волокна дерева, отчего эти волокна увеличились в объеме, подобно тому как увеличиваются в объеме женские волосы, если распустить косу. В результате большинство микропор бумаги исчезло, оставив в неприкосновенности нанопоры, пишет Слон. Прозрачность резко возросла, но свет, попавший в материал бумаги, благополучно рассеивался на нанопорах, увеличивая поглощающую способность кремния – основного активного элемента всякой солнечной батареи.
Эксперименты, проведенные с солнечными батареями, покрытыми сверхпрозрачной бумагой, показали, что их КПД можно увеличить таким образом на 10%. Как заявляют ученые, дешевая технология производства, доступность деревянного материала и простота ламинации способны сделать такую бумагу очень востребованной для солнечных панелей, солнечных крыш и солнечных окон.
