Окна све­та

В Рос­сии со­здан ре­во­лю­ци­он­ный спо­соб энер­го­сбе­ре­же­ния

Izvestia - - Наука - Алек­сандр Бу­ла­нов

Рос­сий­ские уче­ные со­зда­ли устрой­ство, ко­то­рое од­но­вре­мен­но ра­бо­та­ет как сол­неч­ный эле­мент и ис­точ­ник све­та. Но­вые све­то­ди­о­ды с функ­ци­ей под­за­ряд­ки от солн­ца об­ла­да­ют раз­ме­ра­ми, поз­во­ля­ю­щи­ми раз­ме­стить их на стек­лах с по­мо­щью спе­ци­аль­ной плен­ки. Пред­по­ла­га­ет­ся, что днем они бу­дут вы­ра­ба­ты­вать элек­три­че­ство, а в ве­чер­нее и ноч­ное вре­мя ста­нут слу­жить в ка­че­стве эле­мен­тов осве­ще­ния. Ин­но­ва­ци­он­ная про­дук­ция бу­дет до­ступ­на для по­тре­би­те­лей че­рез три– пять лет.

ОТ­КА­ЗА­ЛИСЬ ОТ КРЕМНИЯ

Уче­ные Санкт-Пе­тер­бург­ско­го на­ци­о­наль­но­го ис­сле­до­ва­тель­ско­го уни­вер­си­те­та ин­фор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий, ме­ха­ни­ки и оп­ти­ки пер­вы­ми в Рос­сии удач­но сов­ме­сти­ли сол­неч­ный эле­мент и све­то­ди­од в од­ном би­функ­ци­о­наль­ном устрой­стве. Оно спо­соб­но вы­ра­ба­ты­вать элек­тро­энер­гию и слу­жить ис­точ­ни­ком све­та. Что­бы спра­вить­ся с этой за­да­чей, спе­ци­а­ли­сты ис­поль­зо­ва­ли ма­те­ри­ал пе­ров­скит, ко­то­рый счи­та­ет­ся од­ним из наи­бо­лее пер­спек­тив­ных для при­ме­не­ния в элек­тро­ни­ке бу­ду­ще­го.

— В сво­ей ра­бо­те мы от­ка­за­лись от тра­ди­ци­он­но­го для сол­неч­ных ба­та­рей кремния, по­сколь­ку он яв­ля­ет­ся пло­хим из­лу­ча­те­лем и не под­хо­дит для ге­не­ра­ции све­та, — от­ме­тил ру­ко­во­ди­тель ла­бо­ра­то­рии ги­брид­ной на­но­фо­то­ни­ки и опто­элек­тро­ни­ки НИУ ИТМО Сер­гей Ма­ка­ров. — В ито­ге став­ка бы­ла сде­ла­на на пе­ров­скит, ко­то­рый оди­на­ко­во хо­ро­шо под­хо­дит для вы­пол­не­ния обе­их функ­ций на­шей тех­ни­ки.

К то­му же пе­ров­скит на по­ря­док де­шев­ле кремния. Це­но­вой до­ступ­но­сти про­из­во­ди­те­лям уда­ет­ся до­стиг­нуть бла­го­да­ря про­сто­те его син­те­за. К со­жа­ле­нию, тех­ни­ка на пе­ров­ски­то­вых эле­мен­тах по­ка усту­па­ет тра­ди­ци­он­ным ва­ри­ан­там по про­дол­жи­тель­но­сти ра­бо­ты, ко­то­рая со­став­ля­ет все­го око­ло го­да (по­сле это­го сро­ка про­ис­хо­дит силь­ное па­де­ние ее эф­фек­тив­но­сти). Од­на­ко этот недо­ста­ток воз­мож­но ком­пен­си­ро­вать за счет низ­кой сто­и­мо­сти.

На­при­мер, од­ним из наи­бо­лее пер­спек­тив­ных про­дук­тов для ис­поль­зо­ва­ния но­вых би­функ­ци­о­наль­ных устройств яв­ля­ют­ся сте­коль­ные плен­ки, ко­то­рые бу­дут вы­ра­ба­ты­вать элек­тро­энер­гию в днев­ное вре­мя и ис­поль­зо­вать ее ве­че­ром и но­чью для осве­ще­ния квар­тир и до­мов. Плен­ку при этом мож­но сде­лать удоб­ной для на­не­се­ния, и то­гда по ис­те­че­нии сро­ка год­но­сти поль­зо­ва­тель смо­жет лег­ко от­кле­ить ее от стек­ла и за­ме­нить на но­вую. По сло­вам раз­ра­бот­чи­ков, при та­кой фи­ло­со­фии ис­поль­зо­ва­ния сте­коль­но­го по­кры­тия за­тра­ты на его при­об­ре­те­ние бу­дут пол­но­стью оку­пать­ся за счет эко­но­мии тра­ди­ци­он­ной элек­тро­энер­гии.

— Но­вая плен­ка бу­дет со­сто­ять из слоя элек­трон­ных эле­мен­тов, на­не­сен­но­го на по­ли­мер­ную под­лож­ку, ко­то­рая обес­пе­чит ей вы­со­кую гибкость, — по­яс­ня­ет Сер­гей Ма­ка­ров. — Мак­си­маль­ная об­щая тол­щи­на плен­ки не бу­дет пре­вы­шать 3 мкм (тол­щи­на че­ло­ве­че­ско­го во­ло­са со­став­ля­ет от 40 до 120 мкм. — «Из­ве­стия»): это поз­во­лит со­хра­нить про­зрач­ность сте­кол.

ВКЛЮ­ЧИТЬ И ВЫ­КЛЮ­ЧИТЬ СОЛН­ЦЕ

Мак­си­маль­ная яр­кость све­тя­щих­ся окон бу­дет со­став­лять не ме­нее 100 кан­дел (или све­чей) на квад­рат­ный метр, а ве­ли­чи­на на­коп­лен­но­го за­ря­да поз­во­лит ис­поль­зо­вать их как ос­нов­ной ис­точ­ник осве­ще­ния в те­че­ние несколь­ких ча­сов ли­бо весь ве­чер — в ка­че­стве до­пол­ни­тель­ных ис­точ­ни­ков све­та и эле­мен­тов де­ко­ра. Све­тя­ще­е­ся ок­но мож­но бу­дет вклю­чить и вы­клю­чить в лю­бое вре­мя, а яр­кость от­ре­гу­ли­ро­вать по сво­е­му же­ла­нию. Це­ле­вой ауди­то­ри­ей но­во­го про­дук­та, ве­ро­ят­нее все­го, ста­нут жи­те­ли юж­ных ре­ги­о­нов Рос­сии, где дли­тель­ность и ин­тен­сив­ность сол­неч­но­го из­лу­че­ния мак­си­маль­ны.

Ин­же­нер ла­бо­ра­то­рии пер­спек­тив­ной сол­неч­ной энер­ге­ти­ки НИТУ «МИСиС» Да­ни­ла Са­ра­нин счи­та­ет, что ис­поль­зо­ван­ная раз­ра­бот­чи­ка­ми фор­му­ла ме­тал­ло­ор­га­ни­че­ско­го пе­ров­ски­та хо­ро­ша для де­мон­стра­ци­он­но­го про­то­ти­па устрой­ства, од­на­ко для его до­ве­де­ния до со­сто­я­ния, при­год­но­го для се­рий­ных из­де­лий (в част­но­сти, сте­коль­ных пле­нок), нуж­но бу­дет по­до­брать бо­лее оп­ти­маль­ный тип дан­но­го ма­те­ри­а­ла с точ­ки зре­ния ста­биль­но­сти ра­бо­ты. По его сло­вам, эта пробле­ма уже близ­ка к сво­е­му раз­ре­ше­нию.

— Дви­же­ние в сто­ро­ну по­вы­ше­ния на­деж­но­сти функ­ци­о­ни­ро­ва­ния пе­ров­скит­ных эле­мен­тов сей­час про­ис­хо­дит да­же ак­тив­нее, чем это бы­ло в слу­чае с ор­га­ни­че­ски­ми ди­о­да­ми, вре­мя ра­бо­ты ко­то­рых в мо­мент их по­яв­ле­ния огра­ни­чи­ва­лось несколь­ки­ми се­кун­да­ми. Се­год­ня же эти устрой­ства ис­поль­зу­ют­ся в экра­нах, ко­то­рые мо­гут слу­жить несколь­ко лет, — от­ме­тил экс­перт.

Окон­ные плен­ки — это да­ле­ко не един­ствен­ная сфе­ра при­ме­не­ния но­вых би­функ­ци­о­наль­ных устройств. В част­но­сти, по­сле ре­ше­ния про­бле­мы

Све­тя­ще­е­ся ок­но мож­но бу­дет вклю­чить и вы­клю­чить в лю­бое вре­мя, а яр­кость от­ре­гу­ли­ро­вать. Це­ле­вой ауди­то­ри­ей но­во­го про­дук­та, ве­ро­ят­нее все­го, ста­нут жи­те­ли юж­ных ре­ги­о­нов, где дли­тель­ность и ин­тен­сив­ность сол­неч­но­го из­лу­че­ния мак­си­маль­ны

огра­ни­чен­но­го сро­ка ра­бо­ты их пла­ни­ру­ет­ся ис­поль­зо­вать в дис­пле­ях пор­та­тив­ных устройств, по­сколь­ку пе­ров­скит­ные ди­о­ды об­ла­да­ют от­лич­ной цве­то­пе­ре­да­чей и пре­вос­хо­дят по это­му по­ка­за­те­лю эле­мен­ты су­ще­ству­ю­щих LED-экра­нов. Та­кая тех­ни­ка бу­дет об­ла­дать функ­ци­ей под­за­ряд­ки от рас­се­ян­но­го све­та, и ее ис­поль­зо­ва­ние мо­жет стать но­вым эта­пом в раз­ви­тии энер­го­сбе­ре­га­ю­щих тех­но­ло­гий.

— Од­но из глав­ных пре­иму­ществ пе­ров­ски­та — по­вы­ше­ние эф­фек­тив­но­сти ра­бо­ты сол­неч­но­го эле­мен­та в усло­ви­ях внут­рен­не­го осве­ще­ния. Это свой­ство ча­стич­но ком­пен­си­ру­ет есте­ствен­ное умень­ше­ние мощ­но­сти устрой­ства, ко­то­рое про­ис­хо­дит при пре­кра­ще­нии воз­дей­ствия пря­мых лу­чей, что долж­но сде­лать но­вую тех­ни­ку бо­лее уни­вер­саль­ной при прак­ти­че­ском ис­поль­зо­ва­нии, — счи­та­ет Да­ни­ла Са­ра­нин.

В на­сто­я­щее вре­мя про­ект НИУ ИТМО на­хо­дит­ся в ста­дии по­ис­ка ин­ду­стри­аль­ных парт­не­ров для при­ме­не­ния но­вых устройств при со­зда­нии про­мыш­лен­ной про­дук­ции. По оцен­ке раз­ра­бот­чи­ков, ин­но­ва­ци­он­ные сте­коль­ные плен­ки бу­дут до­ступ­ны в ма­га­зи­нах уже че­рез три–пять лет.

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.