نازک ترین و سبک ترین سلول خورشیدی ساخته شد

پژوهشگران در دانشگاه MIT در ایالات متحده‌‌ی آمریکا با بهره‌گیری از لایه‌‌های بسیار نازکی از پلیمرها، توانستند نازک‌ترین و سبک‌ترین سلول خورشیدی را بسازند.

موبنا- این سلول‌‌های خورشیدی ضخامتی تنها به اندازه‌‌ی یک پنجاهم ضخامت موی انسان دارند و قادرند 6 وات بر گرم توان الکتریکی تولید کنند. این سلول‌ خورشیدی آن چنان نازک و سبک است که می‌توان آن را بدون ترکیدن بر روی یک حباب صابون قرار داد.

 با چنین ویژگی‌‌هایی به خوبی می‌توان پتانسیل بسیار بالای این فناوری برای به کارگیری در کاربردهای بسیاری همچون ابزارهای الکترونیکی بر پایه‌‌ی کاغذ، گوشی‌های هوشمند و البته انواع ابزارهای پوشیدنی را پیش بینی کرد. البته پیش از این نیز سلول‌‌های خورشیدی با وزن بسیار پایین با روش‌‌هایی همچون اسپری شدن بر روی سطح یا سلول‌‌های خوشیدی چاپ شونده بر روی رول‌‌های بزرگ را دیده بودیم اما آنچه که این سلول خورشیدی جدید را از انواع دیگر خود متمایز می‌کند، نسبت توان به جرم بالایی است که آن‌‌ها دارند. در واقع توان خروجی 6 وات بر گرم در این سلول‌‌ها حدود 400 برابر از سلول‌‌های خورشیدی استانداردی که با شیشه پوشانده شده‌اند و توان متوسط 15 وات بر کیلوگرم تولید می‌کنند، بالاتر است.

مقاله مرتبط:

  • ساخت سلول‌‌‌های خورشیدی ارزان نیمه شفاف و با بازده بالا

این دسته از سلول‌‌های خورشیدی با وزن پایین و بازده بالا می‌توانند نقش بسیار مهمی در کاهش وزن کاوشگرهای فضایی یا حتی پهپادهای الکتریکی داشته باشند، چراکه در چنین کاربردهایی وزن بالا فارغ از توان بالا به معنی کارآمدی پایین خود دستگاه خواهد بود. ضمن اینکه کاربرد این مولدهای انرژی کوچک در ابزارهای قابل حمل می‌تواند انقلابی را در طول عمر کارکرد این دست ابزارها پدید آورد و مشکل باتری آن‌‌ها را برای همیشه حل کند. در حقیقت با وزن بسیار اندکی که این سلول‌‌های خورشیدی دارند شما حتی متوجه وجود آن‌‌ها در ابزار خود نخواهید شد و می‌توان به سادگی آن‌‌ها را به سطوح موجود بر روی ابزارهای خود بیافزایید.

solar-cell

این پژوهش که در ادامه‌‌ی پژوهشی پیشین پیگیری شده بود، با این هدف آغاز شده که اثبات کند می‌توان سلول‌‌های خورشیدی نازک‌تر و با دوام بیشتر را برای کاربردهای عملی به تولید رساند. برای چنین کاری پژوهشگران پلیمر منعطفی را به نام پاریلن (ماده‌‌ای که برای محافظت برد مدارهای الکتریکی به کار می‌رود) برای بستر و پوشش به کار بردند و همچنین از دی بوتیل فتالات نیز به عنوان لایه‌‌ی اصلی جذب نور استفاده کردند.

برخلاف دیگر روش‌‌های ساخت سلول‌‌های خورشیدی، تمامی این فرآیند‌‌ها در دمای اتاق و بدون نیاز به حلال خاصی صورت گرفت و هر دو سطح بستر و سلول به سادگی با استفاده از روش بخارنشانی در محفظه‌‌ی خلا ساخته شدند. در حقیقت آن‌‌ها تنها سطح حامل را درون محفظه‌‌ی خلا قرار داده، لایه‌‌ها را نشانده و سپس آن را از روی سطح حامل جدا کردند.

مقاله مرتبط:

  • صفحات خورشیدی کاملا شفاف جایگزین پنجره‌ها و نمایشگرها خواهند شد

مهم ترین نکته در ساخت این سلول‌‌های خورشیدی جدید، ساخت هر دو لایه‌‌ی پوشش و بستر به طور همزمان است تا از آسیب‌‌های طی فرایند تولید به لایه‌‌ی فتوولتاییک اصلی جلوگیری شود. در این روش، خطر پاره شدن یا از هم گسستگی این لایه به حداقل می‌رسد چرا که تنها یک بار به نگه داشتن این لایه نیاز است و میزان در قرار گرفتن آن در معرض ذرات آلودگی نیز به کم‌ترین حد ممکن می‌رسد. این ویژگی باعث می‌شود تا عوامل کاهنده‌‌ی بازده سلول خورشیدی نیز به حداقل ممکن برسند.

البته این تیم از این نکته آگاهی دارد که ماده‌‌ای که آن‌‌ها برای ساخت نمونه اولیه به کار گرفته‌اند برای تولید انبوه مناسب نخواهد بود، با این حال روش ابداعی آن‌‌ها با استفاده از ماده‌‌ی کنونی نیز امتحان خود را پس داده است. در نتیجه می‌توان با جایگزین کردن موادی همچون نقاط کوانتومی یا perovskite نیز به سادگی آن‌‌ها را به نمونه‌‌هایی نزدیک به کاربردهای واقعی نزدیک کرد.

اگرچه این پژوهش همچنان مراحل ابتدایی خود را می‌گذراند و هیچ تضمینی برای تجاری شدن چنین فناوری وجود ندارد ولی این گروه مطمئن است که فناوری آن‌‌ها می‌تواند در آینده کاربردهای نوآورانه‌‌ی متنوعی در زمینه بهره‌گیری از انرژی خورشیدی در آینده‌‌ای نزدیک داشته باشد. به عقیده‌‌ی آن‌‌ها اگرچه هنوز راه بسیار زیادی باقی است، ولی می‌توان با تکیه بر تلاش و کار سخت این مراحل را نیز در راه رسیدن به نمونه صنعتی از سر گذراند.

منبع:زومیت|نویسنده:‫کاوه جهان آرای

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

یک × چهار =

دنبال کنید @ اینستاگرام