Selvklæbende solpaneler

"Solbatteriet kan limes på alt fra bærbare strømforsyninger til gadgets til smart tøj og endda autonome rumdragter fra astronauter," sagde Xiaolin Zheng, en artikel offentliggjort i Scientific Reports.

Kombinationen af ​​tyndfilmselektronik med nye solcellepaneler åbner muligheder for oprettelse af nye tekniske enheder, og dette er kun den første fase i udviklingen af ​​denne teknologi. Teknologien "rive af og mærkat" kan bruges fuldstændig alsidig, forsikrede lederen af ​​teamet af fysikere ved Stanford University Xiaolin Zheng.

Zheng og ligesindede mennesker udviklede og reproducerede ægte solbatteri-klistermærker, som var resultatet af eksperimenter med film af siliciumoxid og nikkel med nanometertykkelse. Forskere forklarer, at solcellepaneler traditionelt kun kan arbejde normalt på meget, meget flade overflader, på specielle underlag, såsom glas eller silicium.

Problemet er, at hvis du bruger andre underlag, fungerer de ikke på grund af den dårlige fladhed på overfladen, lav modstand mod høje temperaturer og kemisk behandling. Denne tradition begrænser i høj grad anvendelsesområdet for solenergikilder med en samtidig stigning i deres omkostninger.

Udviklerne formåede at slippe af med disse mangler i deres tyndfilmsbatterier på grund af den originale tilgang. Hovedideen var at adskille det færdige batteri fra siliciumskiven, så ethvert underlag derefter kunne bruges, uanset dets fladhed og stivhed.

Forskerne blev bedt om af teknologien til fremstilling af grafen af ​​dens opdagere Game og Novoselov. Ved en lignende teknik påførte Xiaolin Chzhen og kolleger den tyndeste nikkelfilm (300 nm) på en plade af en blanding af siliciumoxid og rent silicium ved elektronstrålefordampning.

Det næste trin på den resulterende to-lagsstruktur blev påført den aktive del af et tyndfilms solbatteri og et beskyttende polymerlag for at forhindre kontakt af den aktive del med vand. Derefter blev der limet et termisk skrotbånd på den ene kant, og pladen blev anbragt i et vandbad ved stuetemperatur.

Få minutter senere adskilte videnskabsmænd kanten af ​​båndet, så vandmolekyler trængte mellem nikkel og pladen, hvorefter de hævede båndet af termisk bånd, adskilte fysikere hele filmen af ​​det resulterende solbatteri fra siliciumpladen. På scenen med fuldstændig adskillelse af filmen forvarmede forskerne hele strukturen til 90 grader for at svække vedhæftningen.

Efter adskillelse fra pladen kan filmen limes til måloverfladen med lim, og selve pladen kan bruges igen til at danne det næste batteri-klistermærke.

Det er vigtigt at bemærke, at de opnåede film solceller viser næsten den samme effektivitet før og efter adskillelse af filmen fra underlaget. Målingerne viste, at strømmen og spændingen før og efter størrelsesprocessen på en rustfri stålplade eller på sodakalkglas ikke kan skelnes, det er underforstået, at der ikke opstår nogen skade under overførsel af klistermærket til nogen overflade.

Gennemsnitlige målinger af ydeevneindikatorer på mere end 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% inden krydsfinerprocessen og effektiviteten = 7,6 ± 0,5% og n = 5,3 ± 0,1% efter krydsfiner. Forskellen i effektivitet mellem celler i forskellige størrelser skyldes den høje modstand af de batterier, der er tilsluttet i serie.

Det er dog vigtigere, at begge solpaneler har næsten identiske ydeevneindikatorer før og efter størrelsesprocessen, og afvigelsen er kun 5%, hvilket er inden for målefejlen. Disse resultater illustrerer flere centrale fordele ved denne teknologi: alsidighed i valget af underlag, høj kvalitet af det originale design, enkelhed og skalerbarhed i processen samt yderligere besparelser ved genanvendelig brug af originale siliciumsubstrater.

Zheng hævder, at sådanne filmlignende solceller kan limes på enhver overflade: glas, stof, papir eller andet ikke-typisk fotoelektronisk materiale, selv på husets vægge. Og i begge tilfælde genererer batteriet den samme mængde elektricitet som de traditionelle solcellepaneler i den foregående teknologi, mens den opretholder en effektivitet på 7,5%.

Desuden bøjes batterimærkatet let, og dette fører ikke til sammenbrud eller til et fald i effektivitet. Forskere forudsiger, at denne bemærkelsesværdige egenskab til lave omkostninger vil give mulighed for anvendelse af nye solcellepaneler - klistermærker som strømkilder til smart tøj og andre elektroniske enheder, hvor fleksibilitet er vigtigt.

Comments

[#1]

En informativ artikel om, hvor meget der kan opkræves fra dette solbatteri, er superenkelt. Det vigtigste er, at der er strøm nok til længere, og ikke bare en slags ny enhed til gadgeten. Selvom det med en sådan udvikling i videnskab og teknologi er, vil det ikke vare så længe. Jeg læser med interesse nogle artikler (tilgængelige for min forståelse af elektricitetsspørgsmål). Tak