Ученые разработали прозрачную батарею // 25 Марта 2013

Исследователи из Стэнфордского университета разработали полностью прозрачную батарею, последний недостающий компонент, необходимый для производства прозрачных дисплеев и других электронных устройств. Рабочей группе из Стэнфорда уже приходилось заниматься созданием прозрачных электронных компонентов, таких, как транзисторы. Однако в этот раз перед учеными была поставлена более сложная задача.

«Некоторые элементы батареи достаточно просто изготовить из прозрачных материалов. К сожалению, это касается далеко не всех компонентов. Пожалуй, самым сложным этапом является создание электродов, - объясняет профессор Цуи.

Разные исследовательские группы по-своему решают эту задачу. Например, весьма распространенным решением является создание сверхтонкого электрода (толщиной около 100 нанометров). Впрочем, столь тонкий электрод не способен сохранять достаточного количества энергии. Другой подход, к которому прибегли и специалисты из Стэнфорда, предполагает создание электрода в форме сетки. Тончайшие линии-проводники не воспринимаются невооруженным глазом и обеспечивают достаточный уровень прозрачности. Электрод, спроектированный И Цуи, представляет собой сетку с толщиной линий не более 50 микрометров.

Изготовление батареи представляет собой довольно сложный многоступенчатый процесс. Сначала с помощью стандартных методов литографии создается кремниевая форма, поверх которой наносится жидкий полимер PDMS. После затвердевания полимер аккуратно снимается с формы и в распоряжении ученых оказывается тонкая пленка с сеткой узких каналов. Пленка заливается раствором электродного материала (исследователи из Стэнфорда воспользовались стандартными материалами, применяемыми в литиево-ионных батареях). Финальным этапом является сборка батареи. На этой стадии ученые создают «сэндвич» из двух электродов с прослойкой прозрачного геля-электролита и помещают всю конструкцию в защитную пластиковую оболочку.

Мощности существующего прототипа достаточно для обеспечения питанием стандартного светодиода, чей свет отчетливо виден сквозь батарею. А плотность хранения энергии составляет приблизительно 20 ватт-часов на литр (примерно такой же показатель демонстрируют никель-кадмиевые источники питания). Однако профессор Цуи и его коллеги уверены, что им удастся добиться более впечатляющих результатов за счет уменьшения толщины полимерной подложки и углубления каналов, содержащих электродный материал.

По материалам сайта TechnologyReview.