Вуглецеві фотоелектричні пластини

Нещодавно з'явилося чергове підтвердження того, що двадцять перше століття стане не тільки кремнієвим періодом людства, а і вуглецевим. Кремнієва ера почалася в п'ятдесятих роках двадцятого століття і при нинішніх темпах впровадження нових вуглецевих матеріалів в електроніку, швидше за все закінчиться в п'ятдесятих роках двадцять першого століття.

Постійно розробляючи й удосконалюючи нові вуглецеві матеріали людство впритул підходить до заміни кремнієвих приладів на вуглецеві і хоча не усі форми вуглецю ще відкриті, деякі вже впроваджуються в електроніку і енергетику. Так нещодавно було оголошено про створення чіпів на основі графену який досить щільно розміщений на кремнієвій підкладці завдяки структурам ДНК бактерій.

Добре відомо, що вуглець ― шостий неметалевий елемент таблиці Менделєєва і є основою біологічного життя на Землі. Давно відриті деякі його модифікації такі як алмаз і графіт, які широко використовуються у промисловості і побуті. Найбільш крупнотоннажное виробництво вуглецю ― це виробництва технічного конструкційного графіту широко застосовується в металургії і хімії. Також особливо чистий конструкційний графіт зараз використовується для отримання інших сучасних вуглецевих матеріалів таких як фулерени, графены, графаны, вуглецеві нанотрубки та інші, які дають можливість створення вуглецевих сонячних батарей майбутнього.

Зараз вчені зробили ще один крок в енергетиці розробивши недорогі сонячні батареї. Особливість нового сонячного елемента полягає в тому, що всі його компоненти складаються з вуглецю в різних аллотропних модифікаціях. Його низька собівартість і стабільність роботи, а також підвищений ККД навіть по відношенню до монокристалічним кремнієвих пластин дозволять найближчим часом витіснити з ринку традиційні кремнієві пластини.

Група Стендфордских вчених на чолі з доктором Бао розробила повністю вуглецеву сонячну батарею всі її компоненти анод, катод і фотоелектричний активний шар виконані з вуглецю різних модифікацій. Активний шар батареї складається з композиту містить одношарові нанотрубки і фулерени, нанесені на полімерну підкладку, а анодом і катодом служать вуглецеві нанотрубки и графен. Таким образом были сэкономлены дорогостоящие материалы такие как серебро, олово, индий используемые в традиционной фотовольтаике. Коэффициент преобразования солнечной энергии оказался выше традиционных пластин на 1,2 %. Хоть достигнутое значение и не очень велико, но это только первые шаги. Кроме того углеродные и кремниевые фотопластины поглощают энергию из разных спектров, что дает возможность изготавливать сэндвич пластины с удвоенным КПД.

Також вуглецеві пластини мають досить високою термостійкістю і здатні виробляти енергію до власної температури в 600 градусів Цельсія. І це тільки початок розробок.