Майкл Восгуеричиэн (Michael Vosgueritchian), исследователь из Стэнфордского университета, рассказывает, что многие другие группы ученых уже неоднократно пытались разработать углеродные солнечные батареи. Но в их разработках все равно использовался токопроводящий металлический слой, отводящий вырабатываемое электричество от активного углеродного слоя фотогальванических элементов. «Наша солнечная батарея, ее активные и токоотводящие слои, полностью сделаны из углеродных материалов» — рассказывает Майкл Восгуеричиэн.
Вместо дорогих токопроводящих металлов, таких как серебро и оксид сплава индия и олова (indium tin oxide, ITO), используемых для изготовления электродов кремниевых солнечных батарей, стэнфордские исследователи, возглавляемые профессором Жанэном Бао (Zhanan Bao), использовали тонкие графеновые пленки и углеродные нанотрубки, которые имеют высокую электрическую проводимость и обладают превосходными свойствами по поглощению света.
Активный фотогальванический слой углеродной солнечной батареи изготовлен из материала, содержащего углеродные нанотрубки и бакиболлы, фуллерены, сложные шарообразные молекулы, состоящие из атомов углерода. К сожалению, эффективность опытной солнечной батареи оставляет желать лучшего. С эффективностью преобразования в 1 процент такие батареи не смогут составить конкуренцию кремниевым солнечным батареям, эффективность которых исчисляется десятками процентов. Однако, профессор Бао уверен, что «используя лучшие материалы, лучшие технологии обработки и производства эффективность углеродных фотогальванических элементов солнечных батарей может быть скачкообразно увеличена до приемлемого уровня».
Главная проблема, из-за которой углеродная солнечная батарея имеет весьма низкую эффективность, заключается в том, что углеродные материалы наиболее эффективно поглощают только свет в инфракрасном диапазоне. Для увеличения эффективности стэнфордская команда сейчас экспериментирует с другими углеродными наноматериалами, которые могут поглощать свет в более широком диапазоне длин волн, включая видимый и ультрафиолетовый свет.
Углеродные солнечные батареи имеют еще одно явное преимущество перед кремниевыми солнечными батареями, чем обусловлен достаточно сильный интерес к ним. Материалы, из которых изготавливаются такие батареи, выдерживают воздействие высокой температуры, вплоть до 593 градуса по шкале Цельсия, они выдерживают без нарушения работы высокий уровень ионизирующего излучения и других неблагоприятных факторов. Все приведенное выше делает углеродные солнечные батареи идеальным кандидатом на использование их в космосе для обеспечения энергией длительных миссий в дальнем космическом пространстве.
