Selvklebende solcellepaneler

"Solbatteriet kan limes på alt fra bærbare strømforsyninger for dingser til smarte klær og til og med autonome romdrakter fra astronauter," sier Xiaolin Zheng, en artikkel publisert i Scientific Reports.

Kombinasjonen av tynnfilmselektronikk med nye solcellepaneler vil åpne for muligheter for å lage nye tekniske enheter, og dette er bare den første fasen i utviklingen av denne teknologien. Teknologien “rive av og dekal” kan brukes helt allsidig, forsikret sjefen for teamet av fysikere ved Stanford University Xiaolin Zheng.

Zheng og likesinnede mennesker utviklet og reproduserte ekte solcellebatteri-klistremerker, som var resultatet av eksperimenter med filmer av silisiumoksyd og nikkel med nanometertykkelse. Forskere forklarer at solcellepaneler tradisjonelt bare kan fungere normalt på veldig, veldig flate overflater, på spesielle underlag, for eksempel glass eller silisium.

Problemet er at hvis du bruker andre underlag, vil de ikke fungere på grunn av dårlig overflate, overflate, lav motstand mot høye temperaturer og kjemisk behandling. Denne tradisjonen begrenser i stor grad anvendelsesområdet for solenergikilder med en samtidig økning i kostnadene.

Utviklerne klarte å kvitte seg med disse manglene i tynnfilm-batteriene på grunn av den opprinnelige tilnærmingen. Hovedideen var å skille det ferdige batteriet fra silisiumskiven slik at ethvert underlag kunne brukes, uavhengig av dets flathet og stivhet.

Forskerne ble bedt om av teknologien for å produsere grafen av oppdagerne Game og Novoselov. Ved en lignende teknikk påførte Xiaolin Chzhen og kolleger den tynneste nikkelfilmen (300 nm) på en plate av en blanding av silisiumoksyd og rent silisium ved fordampning av elektronstråler.

Det neste trinnet på den resulterende to-lagsstrukturen ble påført den aktive delen av et tynnfilms solbatteri og et beskyttende polymerlag for å forhindre kontakt av den aktive delen med vann. Deretter ble et termisk skotttape limt på den ene kanten, og platen ble plassert i et vannbad ved romtemperatur.

Noen minutter senere skilte forskere kanten på båndet slik at vannmolekyler trengte mellom nikkel og plate, for deretter å heve stripen med termisk tape, separerte fysikere fullstendig hele filmen til det resulterende solbatteriet fra silisiumplaten. På scenen med fullstendig separasjon av filmen, forvarmet forskerne hele strukturen til 90 grader for å svekke vedheftet.

Etter separasjon fra platen kan filmen limes på måloverflaten med lim, og selve platen kan brukes igjen for å danne neste batteri-klistremerke.

Det er viktig å merke seg at de oppnådde solcellefilmene viser nesten samme effektivitet før og etter separasjon av filmen fra underlaget. Målinger viste at strømmen og spenningen før og etter prosessen med dimensjonering på et rustfritt stålark eller på brus-kalkglass ikke kan skilles, er det underforstått at det ikke oppstår noen skade under overføring av klistremerket til noen overflate.

Gjennomsnittlige målinger av ytelsesindikatorer for mer enn 20 solcellepaneler med et areal på henholdsvis 0,05 kvadratmeter og 0,28 kvadratmeter viste effektivitet = 7,4 ± 0,5% og 5,2 ± 0,1% før kryssfinerprosessen og effektiviteten = 7,6 ± 0,5% og n = 5,3 ± 0,1% etter kryssfiner. Forskjellen i effektivitet mellom celler i forskjellige størrelser skyldes den høye motstanden til batteriene som er koblet i serie.

Det er imidlertid viktigere at begge solcellepaneler har nesten identiske ytelsesindikatorer før og etter dimensjoneringsprosessen, og avviket er bare 5%, noe som er innenfor målefeilen. Disse resultatene illustrerer flere viktige fordeler med denne teknologien: allsidighet i valg av underlag, høy kvalitet på den originale designen, enkelhet og skalerbarhet i prosessen, samt ytterligere besparelser på gjenbrukbar bruk av originale silisiumsubstrater.

Zheng hevder at slike solcellepaneler kan limes på hvilken som helst overflate: glass, stoff, papir eller annet ikke-typisk materiale for fotoelektronikk, selv på husets vegger. Og i begge tilfeller vil batteriet generere den samme mengden strøm som de tradisjonelle solcellepanelene fra den forrige teknologien, mens den opprettholder en effektivitet på 7,5%.

I tillegg bøyes batteri-klistremerket lett, og dette fører ikke til sammenbrudd eller redusert effektivitet. Forskere spår at denne bemerkelsesverdige egenskapen til lave kostnader vil tillate bruk av nye solcellepaneler - klistremerker som strømkilder for smarte klær og andre elektroniske enheter der fleksibilitet er viktig.

Comments

[#1]

En informativ artikkel om hvor mye som kan lades fra dette solbatteriet er superenkelt. Det viktigste er at det er nok strøm til lenger, og ikke bare en slags ny enhet til dingsen. Selv om det med et slikt tempo i utvikling av vitenskap og teknologi, vil det ikke være så lenge. Jeg leser med interesse noen artikler (tilgjengelig for min forståelse av elektrisitetsspørsmål). Takk