מדענים פיתחו תא סולארי שניתן לכופף ולהשרות במים

חוקרים במרכז RIKEN למדע חומר מתעורר ושותפיהם יצרו סרט פוטו-וולטאי אורגני גמיש ועמיד למים. סרט חדשני זה מאפשר לשלב תאים סולאריים בבגדים, תוך שמירה על פונקציונליות גם לאחר חשיפה לגשם או מחזורי כביסה.

אחד השימושים הפוטנציאליים של פוטו-וולטאים אורגניים הוא יצירת אלקטרוניקה לבישה – מכשירים שניתן לחבר לבגדים שיכולים לנטר מכשירים רפואיים, למשל, מבלי לדרוש החלפת סוללה. עם זאת, חוקרים מצאו את זה מאתגר להשיג איטום ללא שימוש בשכבות נוספות שבסופו של דבר מפחיתות את הגמישות של הסרט.

פריצת דרך בטכנולוגיה פוטו-וולטאית

כעת, בעבודה שפורסמה ב תקשורת טבעקבוצה של מדענים הצליחה לעשות בדיוק את זה. הם לקחו על עצמם את האתגר להתגבר על מגבלה מרכזית של מכשירים קודמים, והיא שקשה להפוך אותם לעמידים למים מבלי להפחית את הגמישות. סרטים פוטו-וולטאיים עשויים בדרך כלל מכמה שכבות. ישנו אקטיבי מאוחר יותר, הלוכד אנרגיה באורך גל מסוים מאור השמש, ומשתמש באנרגיה זו כדי להפריד אלקטרונים ו"חורי אלקטרונים" לקתודה ולאנודה. האלקטרונים והחורים יכולים להתחבר מחדש דרך מעגל, וליצור חשמל. במכשירים קודמים, השכבה המעבירה את חורי האלקטרונים נוצרה בדרך כלל ברצף על ידי שכבות.

עם זאת, עבור העבודה הנוכחית, החוקרים הפקידו את שכבת האנודה, במקרה זה, אלקטרודת כסף, ישירות על השכבות הפעילות, ויצרה הידבקות טובה יותר בין השכבות. הם השתמשו בתהליך חישול תרמי, וחשפו את הסרט לאוויר ב-85 מעלות צֶלסִיוּס למשך 24 שעות. לדברי Sixing Xiong, המחבר הראשון של המאמר, "זה היה מאתגר ליצור את השכבה, אבל שמחנו שהשגנו את זה, ובסופו של דבר הצלחנו ליצור סרט שעוביו היה רק ​​3 מיקרומטר, והסתכלנו קדימה לראות את תוצאות הבדיקות".

מה שהקבוצה ראתה מהבדיקה היה מעודד מאוד. ראשית, הם טבלו את הסרט במלואו במים למשך ארבע שעות וגילו שעדיין יש לו 89 אחוז מהביצועים הראשוניים שלו. לאחר מכן הם הכניסו סרט למתיחה של 30 אחוז 300 פעמים מתחת למים, וגילו שגם עם העונש הזה, הוא שמר על 96 אחוז מהביצועים שלו. כמבחן אחרון, הם העבירו אותו במחזור מכונת כביסה, והוא שרד את החוויה הקשה, דבר שמעולם לא הושג קודם לכן.

לדברי קנג'ירו פוקודה, אחד המחברים המקבילים של המאמר, "מה שיצרנו הוא שיטה שניתן להשתמש בה באופן כללי יותר. במבט לעתיד, על ידי שיפור היציבות של מכשירים בתחומים אחרים, כגון חשיפה לאוויר, אור חזק ומתח מכני, אנו מתכננים להמשיך ולפתח את התאים הסולאריים האורגניים האולטרה-דקים שלנו, כך שניתן יהיה להשתמש בהם למכשירים לבישים באמת. ”

בנוסף ל-RKEN CEMS, חברי קבוצת המחקר היו מאוניברסיטת טוקיו ומאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה בסין.