تولید برق از سلول‌هایی که حتی می تواند روی حباب بنشیند!
گروهی از محققان در عربستان سلول‌های خورشیدی ارگانیکی طراحی کرده‌اند که آنقدر نازک و منعطف هستند که می‌توانند روی تمامی تجهیزات الکترونیک پوشیدنی و حتی روی حباب صابون از انرژی خورشید برق تولید کنند.
تیمی هفت نفره از محققان در عربستان که چهار نفر آنها عرب و سه نفر خارجی هستند، به تازگی سلول‌های خورشیدی ارگانیکی طراحی کرده‌اند که مزایای بیشتری نسبت به سلول‌های خورشیدی معمولی داشته؛ قابلیت چاپ روی تمامی سطوح را دارند و به حدی سبک و منعطف هستند که روی تمامی ابزارهای پوشیدنی قابل استفاده‌اند.
این سلول خورشیدی با کمک جوهرهای مختلف و خاصی روی هر سطحی قابل چاپ هستند. الکترودهای این پنل از یک پلیمر رسانای شفاف به نام PEDOT:PSS ساخته شده‌اند که در وسط آن لایه‌ای از یک ماده فتوولتائیک آلی (ارگانیک) وجود دارد. در قسمت بیرونی آن نیز یک لایه پاریلین قرار دارد که یک روکش ضدآب است و همین موجب می‌شود لوازم الکترونیک را در برابر آب و هوا مقاوم کند.
حلال‌ها نیز نقش بسیار مهمی در رسوب جوهر دارند، زیرا رفتار خشک شدن حلال‌ها روی کیفیت فیلم نازکی که جوهر روی آن قرار می‌گیرد، تاثیر می‌گذارد.
این تیم پژوهشی در آزمایش‌های خود روی ظروف شیشه‌ای به این نتیجه رسیدند که بازده یا کارایی تبدیل انرژی سلول‌های خورشیدی قابل چاپ‌شان 73/4 درصد است. البته این کارایی در جهان سلول‌های خورشیدی زیاد نیست، اما این تیم ادعا می‌کند که رکورد قبلی آنها برای یک سلول صددرصد چاپی 1/4 درصد بوده و با همین روند می‌توانند به تدریج بازده آن را بهبود بخشند. آنها همچنین معتقدند که عملکرد این سلول‌های خورشیدی نسبت به سلول‌های فوق نازک بسیار بالاتر است. البته زمانی که این جوهر روی یک لایه منعطف چاپ می‌شوند، کارایی آن به 6/3 درصد کاهش می‌یابد.
به گفته محققان، این سلول‌های خورشیدی بازده کم خود را به روش‌های دیگر جبران می‌کنند. تکنیک چاپ جوهری که این محققان در پیش گرفته‌اند، آن را نسبت به سلول‌های خورشیدی فوق نازک دیگر مقیاس‌پذیرتر می‌کند. سلول‌های خورشیدی فوق نازک معمولی معمولا با استفاده از تکنیک‌هایی مانند پوشش اسپین یا تبخیر حرارتی ساخته می‌شوند و همین امر مقیاس‌پذیری را در آنها کاهش می‌دهد. تفاوت دیگر این سلول خورشیدی جدید با همتاهای معمولی خود در این است که در ساخت آنها ایندیوم به کار نرفته است. ایندیوم فلزی سمی و بسیار نادر است.
همچنین سلول‌های خورشیدی جدید آنقدر سبک هستند که تیم پژوهشی توانست آن را روی سطح حباب‌های صابون قرار دهد.
این تیم ادعا می‌کند که به دلیل همین انعطاف‌پذیری و سبکی به راحتی می‌توان از این سلول‌های خورشیدی برای تامین انرژی حسگرهای بسیار ریز، وسایل الکترونیک پوشیدنی و ابزارهای کم مصرف دیگر استفاده کرد.
این محققان همچنین می‌گویند: پیشرفت‌های عظیم در پوست الکترونیک مخصوص روبات‌ها، حسگرهای دستگاه‌های پرواز مثل پهپادها و حسگرهای زیستی که برای تشخیص بیماری‌ها به کار می‌روند، به دلیل منابع انرژی بزرگ، محدود است. از این رو ما سعی کردیم سلول‌های خورشیدی ارگانیکی بسیار سبک و بسیار نازک را جایگزین باتری‌های بزرگ یا اتصال به شبکه برق چه در داخل و چه در خارج از خانه کنیم.
منبع: جی پلاس
70
