سلول های خورشیدی سبک تر از حباب

|
۰ دیدگاه
سلول های خورشیدی سبک تر از حباب

تیم MIT موفق به ساخت باریکترین و سبک ترین سلول های خورشیدی شده است. محققان برای اینکه نشان دهند این سلول ها تا چه اندازه نازک و سبک هستند یکی از آنها را بر روی حباب صابون قرار داده اند بدون اینکه حباب بترکد.

به گزارش کلیک، سلول های خورشیدی بسیار نازک، انعطاف پذیر و سبک وزن ساخت محققان MIT می توانند تقریبا بر هر ماده یا سطحی، از جمله کلاه، پیراهن، یا گوشی های هوشمند و یا حتی بر روی یک ورق کاغذ یا بالون هلیوم قرار داده شوند.

این سلول های فتوولتائیک انعطاف پذیر و فوق العاده نازک می تواند کاربردهای جدیدی پیدا کند.

هرچند توسعه این سلول های خورشیدی به عنوان محصول تجاری ممکن است سال های زیادی طول بکشد، اما آزمایش ها نشان می دهد که این رویکرد جدید برای ساخت سلول های خورشیدی می تواند به قدرت نسل بعدی دستگاه های الکترونیکی قابل حمل کمک کند.

این پروسه جدید در مقاله ای توسط استاد دانشگاه MIT ولادیمیر بلویک، دانشمند محقق آنی وانگ و دانشجوی دکترای جوئل ژان در مجله الکترونیک های ارگانیک شرح داده شده است.

اما بلویک اعلام کرد: کلید این رویکرد جدید ساخت سلول های خورشیدی، زیر لایه ای برای پشتیبانی آن و پوشش محافظتی در برابر محیط زیست، همه در یک فرآیند است. این زیر لایه کارگذاشته شده در طی ساخت هرگز نیاز به دست زدن، تمیز کردن و یا برداشتن از محل ندارد، در نتیجه قرار گرفتن در معرض گرد و غبار و یا آلاینده های دیگر که می تواند عملکرد سلول را کاهش دهد به حداقل می رساند. گام ابتکاری این تحقق است که می توان این زیر لایه را همزمان با یزرگ شدن دستگاه بزرگ تر کرد.

در آزمایش اولیه، این تیم از پلیمر انعطاف پذیر رایجی به نام parylene برای هر دو زیر لایه و لایه پوششی و مواد ارگانیکی به نام DBP برای لایه جاذب نور اولیه استفاده کردند. Parylene پوشش پلاستیکی است که به طور گسترده ای برای محافظت از دستگاه های پزشکی و بردهای مدار چاپی از آسیب های زیست محیطی استفاده می شود. تمامی مراحل در محفظه خلاء در دمای اتاق و بدون استفاده از هرگونه حلال انجام می شود، بر خلاف تولید سلول های خورشیدی معمولی که نیاز به درجه حرارت بالا و مواد شیمیایی در اندازه بزرگ دارد. در این مورد، هر دو زیر لایه و سلول خورشیدی با استفاده از روش های تسریب بخار بزرگ می شوند.

این تیم تاکید می کند که این انتخاب خاص مواد فقط در حد نمونه بوده است و نوآوری اصلی، فرآیند تولید زیر لایه است. مواد مختلف می تواند برای زیر لایه و لایه های داخل محفظه استفاده شود و انواع مختلف غشا های نازک مواد سلول های خورشیدی، از جمله نقاط کوانتومی یا پروسکایت ها می تواند جایگزین لایه های ارگانیک مورد استفاده در آزمایش های اولیه شود.

سلول خورشبدب روی حباب

محققان اذعان دارند که این سلول ممکن است برای کاربرد بیش از حد نازک باشد به طوری که ممکن است با نفس عمیقی این لایه فوت شود. اما غشاهای parylene تا ضخامت ۸۰ میکرون به راحتی با استفاده از تجهیزات تجاری، بدون از دست دادن مصالح دیگر شکل گیری زیر لایه ترسیب می شوند.

عشا انعطاف پذیر parylene، شبیه به سلفون آشپزخانه است اما تنها یک دهم ضخامت آن را دارد، که برای اولین بار در ماده حامل مستحکم تر ترسیب شده است (در این آزمایش “شیشه”.)

وانگ شخصی که سال های زیادی را صرف کار با parylene کرده است توضیح می دهد: پیدا کردن راهی برای جدا نمودن مواد نازک از شیشه چالش اصلی ما بود.

محققان کل parylene و سلول خورشیدی را بعد از تکمیل فرآیند ساخت، با استفاده از قاب ساخته شده از غشا انعطاف پذیر بلند کردند. سلول های خورشیدی فوق العاده نازک و انعطاف پذیر نهایی، شامل زیر لایه و لایه پوششی، تنها یک پنجاهم ضخامت تار موی انسان و یک هزارم ضخامت سلول های مشابه در لایه های شیشه ای (یا ضخامت حدود دو میکرومتر) را دارند؛ در عین حال نور خورشید را به برق تبدیل می کنند.

وانگ توضیح می دهد: ما حامل خود را در سیستم خلاء قرار می دهیم، سپس لایه های دیگر را در بالای آن می گذاریم و در تمام لایه ها را که به هم چسبیده اند یکجا از سیستم خلاء جدا می کنیم. اما به گفته بلویک، مانند بسیاری اختراعات جدید وقتی آزمایشی به اتمام می رسد خیلی ساده به نظر می آید. اما در واقع توسعه تکنیک ها برای انجام پروسه ای نیازمند سال ها تلاش است.

ژان اعلام کرد: در حالی که محققان MIT از حامل شیشه ای برای سلول های خورشیدی استفاده کرده اند، می توان از مواد دیگر نیز به عنوان مثال پارچه یا کاغذ برای زیر لایه و سلول های خورشیدی استفاده کرد.

در حالی که سلول های خورشیدی در این دستگاه دمونستراسیون به دلیل وزن کم آن به طور ویژه ای موثر نیست، اما نسبت قدرت به وزن آن بالاترین میزانی است که تا کنون به دست آمده است. این نمونه برای کاربرد هایی که در آن وزن اهمیت دارد مفید است، مانند سفینه های فضایی و یا بالن هلیوم در ارتفاع بالا که برای تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرد.

در حالی که ماژول خورشیدی سیلیکونی معمولی ممکن است حدود ۱۵ وات نیرو در هر کیلوگرم وزن تولید کند، سلول های جدید در حال حاضر خروجی ۶ وات در هر گرم را نشان داده اند که حدود ۴۰۰ برابر بیشتر است.

سلول خورشیدی

به گفته بلویک، این سلول ها تا حدی سبک هستند که شما حتی وجود آنها بر روی پیراهن یا دفتر خود حس نمی کنید. این سلول ها حقیقتا می توانند افزودنی برای ساختارهای موجود باشند.

این سلول ها هنوز در مرحله اوایله و در مقیاس آزمایشگاهی است و توسعه آن به محصول قابل ساخت نیاز به زمان دارد. وجود اینکه رسیدن به موفقیت تجاری در کوتاه مدت نامشخص است، اما این کار می تواند کاربردهای جدیدی را برای انرژی خورشیدی در دراز مدت بگشاید.

سوال بعدی این است: چند معجزه برای مقیاس پذیر ساختن این کار نیاز است؟ هر چند این کار تلاش های سخت و زیادی را پیش رو دارد، اما به احتمال زیاد نیاز به معجزه نیست.

منبع: MIT NEWS

0 پسندیده شده
مریم فتحی
مریم فتحی هستم متولد 68 کارشناس مترجمی زبان انگلیسی، مطالعه مطالب علمی، پزشکی و فناوری همیشه جزو علاقیاتم بوده و هست و خوشحال میشم آنها را با شما به اشتراک بگذارم. امیدوارم این مطالب براتون جذاب و مفید بوده باشه.
از این نویسنده

بدون دیدگاه

جهت ارسال پیام و دیدگاه خود از طریق فرم زیر اقدام و موارد زیر را رعایت نمایید:
  • پر کردن موارد الزامی که با ستاره قرمز مشخص شده است اجباری است.
  • در صورتی که سوالی را در بخش دیدگاه مطرح کرده باشید در اولین فرصت به آن پاسخ داده خواهد شد.