Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции.

Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в зависимости от времени суток, что позволяет довольно быстро сбрасывать скопившуюся пыль и грязь. Ключевым ингредиентом стал оксид титана, который в обычном состоянии отталкивает воду, образуя капли, которые легко скатываются. Но если оксид титана подвергается воздействию УФ-излучения, он меняет свое состояние и становится сильно притягивающим воду, благодаря чему поверхность остается влажной с тонким слоем воды.

По сути, это самоочищающееся покрытие. Пыль или грязь, которые накапливаются в течение дня, не могут прилипнуть к поверхности, потому что тонкий слой воды удерживает их, а ночью вода собирается в капли, которые легко скатываются, унося грязь с собой. В качестве бонуса, когда оксид титана активируется ультрафиолетовым светом, он разрушает органические молекулы, эффективно стерилизуя поверхность.

Общая идея была реализована в самоочищающемся стекле ранее, но обычно она включает либо водоотталкивающий, либо водопритягивающий механизм, а не оба сразу. Более того, новое покрытие команды Фраунгофера предназначено для массового производства в рулонах и может наноситься на существующие солнечные элементы, окна и другие поверхности.

В ходе испытаний команда использовала пилотную установку для производства рулонов тонкого стекла шириной 30 см (11,8 дюйма), длиной 20 м (65,6 фута) и толщиной всего 100 микрометров с покрытием из оксида титана толщиной до 150 нанометров.

Еще есть препятствия, которые предстоит преодолеть. Команда говорит, что тонкое стекло пока очень хрупкое и уязвимо для тепла. Будущая работа будет сосредоточена на улучшении этого, исследуя возможность использования вместо стекла полимерных пленок.

Исследование будет представлено на выставке BAU в Мюнхене в апреле.