Raziskovalci proizvajajo najlažjo sončno celico na svetu

Fotonapetostni modul, nanesen na paro, je tanjši od človeških dlak

Da bi dokazali, kako lahke in tanke so njihove sončne celice, so jih raziskovalci postavili na milni mehurček. © Joel Jean in Anna Osherov / MIT
prebral

Plava celo na milnem mehurčku: ameriški raziskovalci so razvili najtanjšo in najlažjo sončno celico na svetu. Navsezadnje ultra tanki fotonapetostni moduli proizvedejo šest vatov na gram - to je 400-krat več teže kot katera koli običajna sončna celica. Vrhunec: Podlaga, polprevodniki in pokrovni sloj nastanejo skupaj z nanašanjem pare - in jih je mogoče pritrditi na katere koli nosilne materiale.

Raziskovalci si že dolgo prizadevajo, da bi bile sončne celice vedno tanke in prožnejše. Torej že obstajajo prvi pristopi k nepreglednim solarnim modulom, sončnim celicam, ki temeljijo na biološkem in tankofilnem odpornem tanku filmu. Pri slednjih se aktivni sloji nanesejo na plastični nosilni film.

Večja moč na težo

Vendar sta Vladimir Bulovic in njegovi kolegi z Massachusetts Institute of Technology (MIT) razvili še tanjšo organsko sončno celico. Zgornja in spodnja plast nove sončne celice je sestavljena iz polimera parilena. Med njimi leži plast organskega polprevodniškega materiala DBP, derivata perilena, kot poročajo znanstveniki.

Končana sončna celica je le petine petine človeške dlake, vendar sončno svetlobo pretvori v elektriko skoraj enako učinkovito kot njeni debelejši deli. Ker je tako lahka, je njeno razmerje med zmogljivostjo in težo veliko boljše. Ultra tanka sončna celica proizvede šest vatov električne energije na gram teže - 400-krat več kot tradicionalne steklene sončne celice.

Takšne sončne celice, ki bi jih postavili na tkanino ali papir, skoraj ne bi uporabljali. © Joel Jean in Anna Osherov / MIT

Uparimo v enem koraku

Kljub temu raziskovalnega fotovoltaičnega modula pa je, kot pojasnjujejo raziskovalci, njegova izdelava. "Inovativni korak je, da substrat raste hkrati z dejanskim modulom, " pojasnjuje Bulovič. Namesto da bi podlago, polprevodnik in premaz nanašali posamezno, so znanstveniki vse tri plasti ustvarili v eni operaciji. zaslon

V ta namen se te plasti zaporedno odlagajo s pari v vakuumski komori pri sobni temperaturi. To poteka brez potrebe po topilih in drugih ostrih kemikalijah, kot je običajno pri drugih organskih sončnih celicah, pravijo raziskovalci. Potem se ultra tanka kompozitna folija previdno odstrani z nosilca.

Sončna celica na milnem mehurčku

Da bi dokazali, kako lahka in prožna je njihova sončna celica, so raziskovalci enega od teh mini modulov postavili na občutljivo kožo milnega mehurčka, ne da bi se razpočil. Seveda je to morda nekoliko pretežko, da bi bilo to izvedljivo. "Če pihate le rahlo, to že odleti, " pravi prvi avtor Joel Jean iz MIT-a.

A kot poudarjajo raziskovalci, ta ekstremni eksperiment kaže, da se ta ultra tanka sončna celica načeloma lahko uporablja na katerem koli materialu od platnice revije do prevleke za helijeve balone. "Sončne celice so tako lahke, da sploh ne bi opazili, da so tam, na primer na tvoji majici ali zvezku, " pravi Bulovič. "Te celice bi bilo mogoče enostavno uporabiti za obstoječe strukture."

Te ultra tanke sončne celice so še vedno le prototip, do tržnega izdelka pa je še dolga pot, poudarjajo znanstveniki. Ker je prenos na obsežno proizvodnjo še treba raziskati. "Ampak to vidimo kot dokaz, da ta metoda deluje, " pravi Bulovič. (Organic Elctronics, 2016; doi: 10.1016 / j.orgel.2016.01.022)

(Massachusetts Institute of Technology, 29.02.2016 - NPO)