منوعات

خلية شمسية يمكنك ثنيها وغمسها في الماء

قام الباحثون في مركز RIKEN لعلوم المواد الناشئة والمتعاونون معهم بتطوير فيلم عضوي كهروضوئي مقاوم للماء ومرن، مما يسمح بوضع خلية شمسية على الملابس ومواصلة العمل بشكل صحيح بعد المطر أو حتى الغسيل.

أحد الاستخدامات المحتملة للخلايا الكهروضوئية العضوية هو إنشاء أجهزة إلكترونية يمكن ارتداؤها، أي أجهزة يمكن ربطها بالملابس وقادرة على مراقبة الأجهزة الطبية، على سبيل المثال، دون الحاجة إلى تغيير البطارية. ومع ذلك، فقد وجد الباحثون صعوبة في تحقيق العزل المائي دون استخدام طبقات إضافية مما يؤدي في النهاية إلى تقليل مرونة الفيلم.

ومع ذلك، في عمل نشر في الاتصالات الطبيعيةوقد تمكن مجموعة من العلماء من فعل ذلك. لقد واجهوا التحدي المتمثل في التغلب على أحد القيود الرئيسية للأجهزة السابقة، وهو أنه من الصعب جعلها مقاومة للماء دون تقليل مرونتها. تتكون الأفلام الكهروضوئية عمومًا من عدة طبقات. هناك وحدة نشطة تلتقط طاقة ذات طول موجي معين من ضوء الشمس وتستخدم تلك الطاقة لفصل الإلكترونات و”ثقوب الإلكترون” إلى كاثود وأنود. ويمكن بعد ذلك إعادة الاتصال بين الإلكترونات والثقوب من خلال دائرة، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء. في الأجهزة السابقة، عادة ما يتم إنشاء الطبقة التي تحمل ثقوب الإلكترون بشكل تسلسلي عن طريق التراكب.

ومع ذلك، بالنسبة للعمل الحالي، قام الباحثون بإيداع الطبقة الأنودية، وهي في هذه الحالة قطب كهربائي فضي، مباشرة على الطبقات النشطة، مما يخلق التصاقًا أفضل بين الطبقات. واستخدموا عملية التلدين الحراري، حيث تم تعريض الفيلم للهواء عند درجة حرارة 85 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. وفقًا لـ Sixing Xiong، المؤلف الأول للورقة البحثية، “كان من الصعب تشكيل الطبقة، لكننا كنا سعداء بإنجازها وتمكنا أخيرًا من إنشاء فيلم بسمك 3 ميكرومتر فقط.” أتطلع لرؤية نتائج الاختبار.”

ما رأته المجموعة أثناء الاختبار كان مشجعًا للغاية. أولاً، قاموا بغمر الفيلم بالكامل في الماء لمدة أربع ساعات ووجدوا أنه لا يزال يتمتع بنسبة 89% من أدائه الأصلي. ثم قاموا بتعريض الفيلم لتمدد بنسبة 30% 300 مرة تحت الماء، ووجدوا أنه حتى مع هذه العقوبة، احتفظ الفيلم بنسبة 96% من أدائه. كاختبار أخير، قاموا بإخضاعه لدورة الغسالة ونجا من هذه المحنة، وهو أمر لم يحدث من قبل.

وفقاً لكينجيرو فوكودا، أحد مؤلفي الورقة البحثية، “ما أنشأناه هو طريقة يمكن استخدامها بشكل أكثر عمومية. وبالنظر إلى المستقبل، من خلال تحسين استقرار الأجهزة في مجالات أخرى، مثل التعرض للهواء والضوء القوي والضغط الميكانيكي، فإننا نخطط لمواصلة تطوير خلايانا الشمسية العضوية فائقة الرقة بحيث يمكن استخدامها للأجهزة المحمولة العملية حقًا.

بالإضافة إلى RKEN CEMS، كان أعضاء المجموعة البحثية من جامعة طوكيو وجامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى