محققان دانشگاه ام آی تی در مطالعه اخیرشان از توسعه سلول های خورشیدی نازک و به ضخامت کاغذ خبر داده اند که می تواند هر سطحی را به منبع انرژی تبدیل کند.
به گزارش ایسنا به نقل از تی ای، مهندسان ام آی تی سلول های خورشیدی پارچه ای فوق سبکی ساخته اند که میتوانند به سرعت و به راحتی هر سطحی را به منبع انرژی تبدیل کنند. آن ها این سلول های خورشیدی که به اندازه کاغذ نازک هستند را با استفاده از فرآیندهای چاپ مبتنی بر محلول مقیاس پذیر برای همه لایه ها توسعه دادند.
این سلول های خورشیدی انعطاف پذیر و ارتجاعی به پارچه ای محکم و سبک متصل می شوند و بسیار نازک تر از موهای انسان هستند و همین امر نصب آنها را روی یک سطح دائمی آسان می کند. قابل حمل هستند و به همین دلیل می توان به سرعت آنها را در مناطق دور افتاده مستقر کرد تا در مواقع اضطراري کمک کننده باشند.
برخلاف پنل های خورشیدی معمولی، این سلول های خورشیدی جدید کمتر از یک گرم در سطح ماژول وزن دارند. علاوه بر این ، آنها ۱۸ برابر بیشتر از پنل های خورشیدی معمولی در هر کیلوگرم انرژی تولید می کنند و از جوهرهای نیمه رسانا با استفاده از فرآیندهای چاپی ساخته می شوند که میتوانند در مقیاس بزرگ تولید شوند.
" ولادیمیر بولوویچ"( Vladimir Bulović) محقق این مطالعه و رهبر آزمایشگاه الکترونیک آلی و نانوساختار (ONE Lab) گفت:معیارهای مورد استفاده برای ارزیابی یک فناوری جدید سلول خورشیدی، معمولاً به بازده تبدیل توان آنها و هزینه آنها به دلار در هر وات محدود می شود. یکپارچگی نیز به همان اندازه مهم است. این پارچه های خورشیدی سبک وزن، یکپارچگی را ممکن می کنند و انگیزه ای برای کار فعلی فراهم می کند. با توجه به نیاز فوری فعلی به استقرار منابع جدید انرژی بدون کربن، ما در تلاش هستیم تا روند پذیرش خورشیدی پنل های خورشیدی را تسریع کنیم.
از آنجایی که سلول های خورشیدی معمولی بسیار شکننده هستند، باید در شیشه پوشانده شوند و در قاب آلومینیومی سنگین و ضخیم بسته بندی شوند. این امر مکان و نحوه استقرار آنها را محدود می کند. در این مطالعه جدید، دانشمندان با استفاده از مواد مبتنی بر جوهر و تکنیک های ساخت مقیاس پذیر، سلول های خورشیدی نازکی را توسعه دادند که کاملا قابل چاپ هستند. آنها از نانومواد به عنوان جوهرهای الکترونیکی قابل چاپ برای ایجاد سلول های خورشیدی استفاده کردند. آنها با کار در اتاق تمیز، ساختار سلول خورشیدی را با استفاده از یک پوشش شکافی پوشش دادند. این کار سبب قرار گرفتن لایه هایی از مواد الکترونیکی روی یک بستر آماده و قابل آزاد شدن که تنها سه میکرون ضخامت دارد، می شود. آن ها در ادامه از فرایند چاپ روی صفحه، برای گذاشتن الکترود روی ساختار و تکمیل ماژول خورشیدی استفاده کردند.
اتاق تمیز اصولا به محیطی گفته می شود که جهت تولید یا تحقیقات علمی و صنعتی در آن فعالیت هایی صورت می گیرد و در این محیط مقدار آلاینده های زیست محیطی بسیار پایین تر از حد معمول فضای یک محیط بسته می باشد.
ماژول چاپ شده، تقریباً ۱۵ میکرون ضخامت دارد و ممکن است سپس از بستر پلاستیکی جدا شود تا یک دستگاه خورشیدی فوق سبک ایجاد شود. با این حال، استقرار چنین ماژول های خورشیدی مستقل و کوچکی دشوار است، زیرا به راحتی پاره می شوند و مدیریت آنها دشوار است. تیم ام آی تی به دنبال بستری نازک، انعطاف پذیر و قوی بودند که بتوانند سلول های خورشیدی را برای غلبه بر این مشکل توسعه دهند. پارچه ها بهترین گزینه بودند زیرا انعطاف مکانیکی و انعطاف پذیری مجزایی را با حداقل وزن اضافی ارائه می دهند.
آن ها ماده عالی به نام "Dyneema" را کشف کردند. Dyneema، یک پارچه کامپوزیت با وزن هر متر مربع فقط ۱۳ گرم است. الیاف به کار رفته در ساخت این پارچه به قدری قدرتمند است که از آنها بعنوان طناب برای بلند کردن کشتی تفریحی غرق شده کاستا کنکوردیا (Costa Concordia) از کف دریای مدیترانه استفاده کردند. آنها ماژول های خورشیدی را با قرار دادن یک پوشش نازک از چسب با اشعه فرابنفش بر روی ورق های این پارچه چسباندند. این کار به ساختار خورشیدی بادوامی منجر می شود.
هنگامی که محققان این فناوری را آزمایش کردند، دریافتند:این دستگاه می تواند ۷۳۰ وات انرژی بر کیلوگرم را در حالت ایستاده و حدود ۳۷۰ وات انرژی بر کیلوگرم را در صورت استقرار بر روی پارچه Dyneema با استحکام بالا تولید کند که این مقدار حدود ۱۸ برابر بیشتر از انرژی تولیدی سلول های خورشیدی معمولی در هر کیلوگرم است. آنها همچنین دوام دستگاه های خود را آزمایش کردند و دریافتند که، حتی پس از بیش از ۵۰۰ بار چرخاندن و باز کردن یک پنل پارچه خورشیدی، سلول ها همچنان بیش از ۹۰ درصد از قابلیت تولید انرژی اولیه خود را حفظ کرده اند.
- 14
- 1
