توسعه سلول های خورشیدی به ضخامت کاغذ!
فیکس سرور: پژوهشگران دانشگاه ام آی تی در مطالعه اخیرشان از توسعه سلول های خورشیدی نازک و به ضخامت کاغذ آگاهی داده اند که می تواند هر سطحی را به منبع انرژی تبدیل کند.
به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا و به نقل از تی ای، مهندسان ام آی تی سلول های خورشیدی پارچه ای فوق سبکی ساخته اند که می توانند به سرعت و به آسانی هر سطحی را به منبع انرژی تبدیل کنند. آنها 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 مورد نصب آنها را روی یک سطح دائمی آسان می کند. قابل حمل هستند و بنابراین می توان به سرعت آنها را در مناطق دورافتاده مستقر کرد تا در مواقع اضطراری 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 بیش 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 می توانند در مقیاس بزرگ تولید شوند.
"ولادیمیر بولوویچ"(Vladimir Bulović) محقق این مطالعه و رهبر لابراتوار الکترونیک آلی و نانوساختار(ONE Lab) اظهار داشت: معیارهای مورد استفاده برای ارزیابی یک تکنولوژی جدید سلول خورشیدی، به طور معمول به بازده تبدیل توان آنها و هزینه آنها به دلار در هر وات محدود می شود. یکپارچگی نیز به همان اندازه مهم می باشد. این پارچه های خورشیدی سبک وزن، یکپارچگی را ممکن می کنند و انگیزه ای برای کار فعلی فراهم می آورد. با عنایت به نیاز فوری فعلی به استقرار منابع جدید انرژی بدون کربن، ما در تلاش هستیم تا روند پذیرش خورشیدی پنل های خورشیدی را تسریع نماییم.
از آنجاییکه 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 روشهای فنی 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. آنها در ادامه از پروسه 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 فعالیتهایی 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 ممکنست سپس از بستر پلاستیکی جدا شود تا یک دستگاه خورشیدی فوق سبک ایجاد شود. با این وجود، استقرار چنین ماژول های خورشیدی مستقل و کوچکی دشوار است، برای اینکه به آسانی پاره می شوند و مدیریت آنها دشوار است. تیم ام آی تی بدنبال 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 برای اینکه انعطاف مکانیکی و انعطاف پذیری مجزایی را با حداقل وزن اضافی ارائه می دهند.
آنها 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 به عنوان 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 پژوهشگران 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 استواری بالا تولید نماید که این مقدار حدود ۱۸ برابر بیش از انرژی تولیدی سلول های خورشیدی معمولی در هر کیلوگرم است. آنها همین طور دوام دستگاههای خودرا آزمایش کردند و دریافتند که، حتی بعد 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 خودرا حفظ نموده اند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب