ساخت سلول خورشیدی به روش کشش جدید

تیم تحقیقاتی کره جنوبی توانسته است یک ماده پلیمری رسانا با خاصیت‌های الکتریکی بالا و انعطاف‌پذیری را ساخته و آن را در ساخت سلول‌های خورشیدی آلی ارتجاعی استفاده کند. نتایج این پروژه نشان می‌دهد که سلول‌های خورشیدی آلی حاوی این پلیمر جدید، علاوه بر داشتن بالاترین سطح راندمان تبدیل فتوولتائیک، قابلیت کشش بالا نیز دارند. سلول خورشیدی حاصل از این تحقیقات می‌تواند در حین کار تا ۴۰٪ کشیده شود و این انعطاف‌پذیری منحصر به فرد آن را در ساخت دستگاه‌های الکتریکی پوشیدنی بسیار کارآمد می‌کند.

به گزارش دیجیاتور، با رشد سریع بازار ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن، سلول‌های خورشیدی ارتجاعی که می‌توانند تحت فشار نیز کار کنند، به عنوان منبع انرژی مورد توجه قابل قرار گرفته است. برای ساخت چنین سلول‌های خورشیدی، لازم است که لایه فعال نوری آن ها، که نور را به برق تبدیل می‌کند، ضمن داشتن خاصیت مکانیکی، عملکرد الکتریکی بالایی داشته باشد. با این حال، برآورده کردن این دو ویژگی باهم و در کنار هم چالش برانگیز است، در نتیجه ساختن سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر دشوار می‌شود.

یک تیم تحقیقاتی از کره جنوبی، به سرپرستی پروفسور بومجون کیم از توسعه یک ماده پلیمری رسانا خبر داد که ضمن کمک به ساخت سلول های خورشیدی آلی ارتجاعی، هم عملکرد الکتریکی بالایی داشته و هم انعطاف‌پذیر است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Rigid- and soft-block-copolymerized conjugated polymers enable high-performance intrinsically stretchable organic solar cells در نشریه Joule به چاپ رسیده است.

سلول‌های خورشیدی آلی دستگاه‌هایی هستند که لایه فعال نوری آن ها، که مسئول تبدیل نور به الکتریسیته است، از مواد آلی تشکیل شده است. در مقایسه با سلول‌های خورشیدی مبتنی بر مواد معدنی، آن‌ها سبک‌تر و انعطاف‌پذیر هستند و در نتیجه ترکیبات آلی را برای ساخت دستگاه‌های الکتریکی پوشیدنی بسیار کاربردی می‌کند. سلول‌های خورشیدی به عنوان منبع انرژی به ویژه برای ساخت دستگاه‌های الکتریکی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند، اما سلول‌های خورشیدی با راندمان بالا اغلب فاقد انعطاف‌پذیری هستند و بنابراین کاربرد آن‌ها در دستگاه‌های پوشیدنی به این نقطه محدود شده است.

این تیم به سرپرستی پروفسور کیم یک پلیمر با قابلیت کشش بالا را به یک پلیمر الکتریکی رسانا با خاصیت الکتریکی عالی تبدیل کرده است. سلول‌های خورشیدی آلی حاوی این پلیمر جدید، بالاترین سطح راندمان تبدیل فتوولتائیک (۱۹ ٪) را ارائه کرده‌اند، در حالی که ۱۰ برابر قابلیت کشیدن شدن نسبت به ادوات پیشین از خود نشان داده‌اند. بدین ترتیب این تیم انعطاف‌پذیرترین سلول خورشیدی جهان را ساخته که می‌تواند در حین کار تا ۴۰ ٪ کشیده شود.

با رشد سریع بازار ادوات الکترونیکی قابل پوشیدن، سلول‌های خورشیدی ارتجاعی که می‌توانند تحت فشار نیز کار کنند، به عنوان منبع انرژی مورد توجه قابل قرار گرفته است. سلول‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر دشوار می‌شود. یک تیم تحقیقاتی از کره جنوبی، به سرپرستی پروفسور بومجون کیم از توسعه یک ماده پلیمری رسانا خبر داد که ضمن کمک به ساخت سلول های خورشیدی آلی ارتجاعی، هم عملکرد الکتریکی بالایی داشته و هم انعطاف‌پذیر است. نتایج این پروژه نشان می‌دهد که سلول‌های خورشیدی آلی حاوی این پلیمر جدید، بالاترین سطح راندمان تبدیل فتوولتائیک را ارائه کرده‌اند و انعطاف‌پذیرترین سلول خورشیدی جهان را ساخته که می‌تواند در حین کار تا ۴۰ ٪ کشیده شود.