Разрабатывая новую электронику, приводимую в действие солнечной энергией, исследователи разработали и изготовили опытные образцы процессорных чипов, объединенных с фотогальваническими ячейками, вырабатывающими энергию из солнечного света. Использование солнечного света для обеспечения энергетических потребностей электроники далеко не новая идея, но повсеместно используются раздельные элементы, электронные узлы и солнечные батареи. Но совмещение электроники и высокоэффективных фотогальванических элементов открывает дорогу к развитию новых автономных, малопотребляющих электронных устройств, способных работать в условиях слабого освещения и закрытых помещений.

Производство таких чипов, по словам ученых, является достаточно сложным процессом. Основной проблемой является то, что хрупкие части полупроводниковой структуры чипа, использовавшиеся в качестве основы для фотогальванических элементов, часто не выдерживали повышенной нагрузки и выходили из строя. По этой причине пришлось использовать не обычные полупроводниковые материалы, а аморфный кремний, CIGS, являющийся соединением меди, индия, галлия и кремния, из которого были изготовлены новые высокоэффективные фотогальванические элементы. Эти элементы вырабатывают достаточно энергии, что бы обеспечить ею все компоненты электроники, расположенные на чипе, одна ячейка вырабатывает около 1 милливатта энергии.

Проведенные тесты показали, что обе составных части нового чипа, электронная и фотогальваническая, функционирую должным образом, а производственный процесс изготовления новых чипов ничем не отличается от подобных процессов, используемых в производстве обычных электронных компонентов. Но у новых чипов есть одно большое преимущество, совмещение процесса производства электронных узлов и солнечных элементов позволяет значительно упростить производство электронных устройств и существенно снизить использование дорогостоящих полупроводниковых материалов.

Автономный чип является разработкой группы Полупроводниковых компонентов (Semiconductor Components group) университета Твенте (University of Twente) и Института нанотехнологий MESA+. Исследования проводились под руководством профессора Джуррианf Шмитца (Professor Jurriaan Schmitz). Помимо этого к исследованиям были привлечены ученые из университета Нанкай в Тяньцзине (Nankai University in Tianjin), Китай, и института Дебье Утрехтского университета (Debye Institute of Utrecht University). Финансирование проекта осуществлял Технологический фонд STW (STW Technology Foundation).

Источник