Oceń
Naukowcy opracowali organiczną folię fotowoltaiczną, która jest wodoodporna i elastyczna. Tego rodzaju ogniwo można umieścić na ubraniach czy przenośnych urządzeniach medycznych i będą działać prawidłowo nawet w deszczu lub po praniu. Co to znaczy dla naszego codziennego życia?
Naukowcy z RIKEN Center for Emergent Matter Science wraz ze współpracownikami opracowali organiczną folię fotowoltaiczną, która jest zarówno wodoodporna, jak i elastyczna, dzięki czemu ogniwo słoneczne można umieścić na ubraniu i nadal będzie ono działać prawidłowo po deszczu lub nawet praniu.
Jednym z potencjalnych zastosowań fotowoltaiki organicznej jest tworzenie elektroniki do noszenia – urządzeń, które można przymocować do ubrania i monitorować np. urządzenia medyczne bez konieczności wymiany baterii. Jednakże badacze stwierdzili, że osiągnięcie wodoodporności bez stosowania dodatkowych warstw, które zmniejszają elastyczność folii, jest trudne. Teraz w pracy opublikowanej w „Nature Communications” grupie naukowców udało się właśnie tego dokonać.
Folia fotowoltaiczna działa. Co się zmieni?
Naukowcy podjęli wyzwanie przezwyciężenia kluczowego ograniczenia poprzednich urządzeń, jakim jest trudność zapewnienia wodoodporności bez zmniejszenia ich elastyczności. Folie fotowoltaiczne składają się zazwyczaj z kilku warstw. Istnieje element aktywny, który wychwytuje energię o określonej długości fali ze światła słonecznego i wykorzystuje tę energię do rozdzielania elektronów i „dziur elektronowych” na katodę i anodę. Elektrony i dziury mogą następnie ponownie połączyć się w obwodzie, wytwarzając energię elektryczną.
W poprzednich urządzeniach warstwa przenosząca dziury elektronowe była zwykle tworzona sekwencyjnie poprzez nakładanie warstw. Jednak w ramach bieżących prac badacze nałożyli warstwę anody, w tym przypadku srebrną elektrodę, bezpośrednio na warstwy aktywne, zapewniając lepszą przyczepność między warstwami. Zastosowali proces wyżarzania termicznego, wystawiając folię na działanie powietrza w temperaturze 85 stopni Celsjusza przez 24 godziny.
Utworzenie warstwy było wyzwaniem, ale byliśmy szczęśliwi, że nam się to udało i ostatecznie udało nam się stworzyć folię o grubości zaledwie 3 mikrometrów, czekaliśmy z niecierpliwością na wyniki testów
Testy folii fotowoltaicznej się powiodły. „Utworzenie warstwy było wyzwaniem”
Grupa badawcza przeszła następnie do testów folii fotowoltaicznej. Najpierw zanurzono całkowicie film na cztery godziny. Po wyjęciu z wody, zachował on 89 procent swojej początkowej wydajności. Następnie 300 razy rozciągnięto folię pod wodą o 30 procent. Nawet wtedy urządzenie zachowało 96 procent swoich właściwości. W ramach ostatniego testu folię wrzucono do pralki. Również wytrzymała ona tę próbę, czego nie udało się nigdy wcześniej osiągnąć przy tego rodzaju urządzeniach.
Stworzyliśmy metodę, która może mieć szersze zastosowanie. Patrząc w przyszłość, poprawiając stabilność urządzeń w innych obszarach, takich jak ekspozycja na powietrze, silnego światła i naprężeń mechanicznych, planujemy dalszy rozwój naszych ultracienkich organicznych ogniw słonecznych, aby można je było wykorzystać w naprawdę praktycznych urządzeniach do noszenia
RIKEN Center for Emergent Matter Science to japońskie centrum badawcze. W skład grupy naukowców, którzy brali udział w pracy nad urządzeniem wchodzili także pracownicy z Uniwersytetu Tokijskiego oraz Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego Huazhong (Chiny).
Źródło: Planeta.pl/Nature Communications
Dziękujemy za przeczytanie artykułu do końca. Bądź na bieżąco! Polub naszą stronę na Facebooku.
Oceń artykuł
Tu się dzieje
