نسل جدیدی از سلول‌های خورشیدی فوق‌سبک و منعطف ساخته شد

در ادامه معرفی فناوری های نوین دانشمندان MIT یک سلول خورشیدی سبک وزن و جدید را توسعه داده اند که با وزن کم و انعطاف بالا می تواند بر روی انواع سطوح مورد استفاده قرار گیرد.

به گزارش تکناک، فناوری سلول‌های خورشیدی به عنوان یک راه حل کلیدی در انتقال ما به اشکال پاک‌تر انرژی محسوب می شود، اما در این زمینه جنبه های متفاوتی برای آزمایش وجود دارد.

سلول های خورشیدی که نازک و انعطاف پذیر هستند، نوید منحصر به فردی را در این حوزه می دهند، زیرا می توانند بر روی انواع سطوح نامنظم، منحنی و نامناسب نصب شوند.

گروه می از MIT که پشت این فناوری بود به دنبال ادامه پیشرفت‌های قبلی خود در علم مواد است. این گروه در سال 2016 سلول‌های خورشیدی بسیار نازکی ابداع کرد که به اندازه ای سبک بودند که می توانستند بدون شکستن یک حباب صابون روی آن بنشینند. مانند سایر سلول‌های خورشیدی نازک، سبک و انعطاف‌پذیر که در طول سال‌ها به آن‌ها نگاه کرده‌ایم، این نوآوری به انواع متفاوتی از احتمالات اشاره می‌کند، از وسایل الکترونیکی مبتنی بر کاغذ گرفته تا پوشیدنی‌های سبک وزن که انرژی را در طول روز جمع‌آوری می‌کنند.

علیرغم پتانسیل بالا، تیم هنوز مشکلاتی برای حل کردن داشت، زیرا تکنیک ساخت سلول های خورشیدی به محفظه های خلاء و روش های گران قیمت رسوب بخار نیاز داشت. به منظور افزایش مقیاس فناوری، اکنون دانشمندان به مواد قابل چاپ مبتنی بر جوهر روی آورده اند تا فرآیند را ساده کنند.

این کار با نانومواد به شکل جوهرهای نیمه رسانای قابل چاپ آغاز می شود. این فناوری پتانسیل گسترده در زمینه الکترونیک دارد. اینها به همراه یک الکترود قابل چاپ روی یک بستر پلاستیکی با ضخامت تنها 3 میکرون قرار می گیرند تا یک ماژول خورشیدی را تشکیل دهند. سپس می‌توان آن ماژول را جدا کرد و به یک بستر پارچه چسباند که استحکام مکانیکی لازم برای جلوگیری از پارگی را ارائه می دهد و در عین حال حداقل وزن را اضافه می‌کند.

محصول نهایی یک سلول خورشیدی منعطف و فوق سبک با یک صدم وزن پنل های خورشیدی معمولی است، اما توانایی تولید 18 برابر بیشتر انرژی در هر کیلوگرم را دارد. در آزمایش، تیم دریافتند که سلول خورشیدی توانایی تولید انرژی 370 وات بر کیلوگرم در صورت چسبیدن به پارچه، و تا 730 وات در صورتی که به تنهایی استفاده شود را دارد.

مایوران، یکی از نویسندگان این مقاله گفت: یک نصب معمولی خورشیدی روی پشت بام در ماساچوست حدود 8هزار وات انرژی تولید می‌کند. برای تولید همین مقدار نیرو، فتوولتائیک های پارچه ای ما تنها حدود 20 کیلوگرم به سقف خانه اضافه می کنند.

آزمایش این تیم همچنین نشان داد که پنل خورشیدی پارچه‌ای می‌تواند بیش از 500 بار رول شود و باز شود و در عین حال 90 درصد از قابلیت‌های تولید برق خود را حفظ کند، بنابراین دوام بسیار خوبی از خود نشان می دهد. از جمله مشکلاتی که تیم در تلاش است به آن رسیدگی کند، مسئله تخریب محیط زیست است، زیرا سلول های خورشیدی (solar cell : electrical device that converts the energy of light directly into electricity by the photovoltaic effect) با نوعی بسته بندی فوق نازک برای محافظت در برابر عناصر خارجی پوشیده می شود.

جرمیا مواورا، دانشمند پژوهشی در آزمایشگاه تحقیقاتی الکترونیک MIT گفت: محصور کردن این سلول‌های خورشیدی در شیشه‌های سنگین، همانطور که استاندارد سلول‌های خورشیدی سیلیکونی سنتی است، ارزش پیشرفت کنونی را به حداقل می‌رساند، بنابراین تیم در حال حاضر در حال توسعه راه‌حل‌های بسته‌بندی بسیار نازک است که وزن دستگاه‌های فوق‌سبک فعلی را تنها به میزان جزئی افزایش می‌دهد.

اگر بتوان این نوع مشکلات را حل کرد، ضخامت کم و وزن سبک سلول‌های خورشیدی می‌تواند کاربردهای گوناگونی برای آنها پیدا کند. استفاده از آنها بر روی بادبان های یک قایق، قسمت خارجی چادرها یا بال های هواپیماهای بدون سرنشین برخی از نمونه های ارائه شده است. اما در تئوری می توان آنها را تقریباً در هر جایی برای اهداف تولید برق مستقر کرد.