پژوهشگران مؤسسهی MIT موفق شدند با روش جدیدی روی دستمال کاغذی، لایههایی از سلولهای خورشیدی قرار دهند. هر چند در عمل قرار نیست که از دستمال بهعنوان بستری برای سلولهای خورشیدی استفاده شود؛ اما این پروژه نشاندهندهی توانمندی و قابلیتهای این روش جدید است.
چاپ سلولهای خورشیدی روی دستمال و دیگر مواد ظریف
پژوهشگران مؤسسهی MIT موفق شدند با روش جدیدی روی دستمال کاغذی، لایههایی از سلولهای خورشیدی قرار دهند. هر چند در عمل قرار نیست که از دستمال بهعنوان بستری برای سلولهای خورشیدی استفاده شود؛ اما این پروژه نشاندهندهی توانمندی و قابلیتهای این روش جدید است.
کارن گلیسون، استاد رشتهی مهندسی شیمی در دانشگاه MIT، به همراه همکارانش نشان دادند که میتوان سلولهای خورشیدی را روی مواد ظریف مختلف ایجاد کرد. برای مثال، میتوان آن را روی کاغذ برنج (کاغذی که از ساقهی برنج تولید شده و در رستورانها از آن استفاده میشود. این کاغذ در مجاورت آب حل میشود) قرار داد. از آنجایی که این روش، خشک و عاری از حلال است؛ بنابراین ساختار کاغذ دستنخورده باقی میماند. پژوهشگران نشان دادند که این روش قابل اعمال روی پلاستیک سلفون است، در حالی که سلفون بسیارآبگریز بوده و بهصورت نرمال بهسختی میتوان روی آن پوشش ایجاد کرد.
این روش جدید، رسوب بخار شیمیایی اکسیدی (oCVD) نام دارد که در آن بخارات یک مونومر به همراه عامل اکسیدکننده روی سطح بستر بهوسیلهی اسپری نشست داده میشود. زمانی که عامل اکسیدکننده و مونومر با هم تماس پیدا میکنند، فرایند اکسید شدن اتفاق میافتد و پلاستیک PEDOT تشکیل میشود. این پلاستیک رسانای جریان الکتریسیته بوده و با کنترل دمای بستر میتوان هدایت را تا ۱۰۰۰ برابر افزایش داد. طی این فرایند نانوحفرههایی روی سطح ایجاد میشود که میتوان سطح را با قرار دادن نانوذرات نقره، که رسانای جریان الکتریسیته هستند، در داخل این نانوحفرهها مزین نمود.
سلولهای خورشیدی ایجادشده روی بستر، در برابر خم شدن یا کشیدگی مقاوم بوده و این خم شدن یا کشیدگی کمترین تأثیر را روی خواص آن میگذارد. محققان بستر پلاستیکی حاوی سلول خورشیدی که قطری کمتر از ۵ میلی متر داشت را بیش از ۱۰۰۰ بار خم کردند و پس از تست آن دریافتند که هنوز ۹۹ درصد از کارایی اولیهی خود را داراست. الکترودهای ساخته شده با این روش میتواند خم و کشیده شود؛ اما هدایت الکتریکی خود را حفظ کند. برای اثبات توانمندی این روش، پژوهشگران این پروژه، یک تکه از ورق دارای پوشش سلول خورشیدی را تا کرده و و به شکل هواپیمای درآوردند (هواپیمای کاغذی)، نتایج نشان داد که این پوشش هنوز قادر است جریان تولید کند؛البته محققان اذغان دارند که کاغذ به دلیل شفاف نبودن، بستر مناسبی برای سلولهای فتوولتائیک نیست. با این حال قابلیت چاپ سلولهای خورشیدی روی مواد انعطافپذیر، ارزان با قابلیت کشیده شدن میتواند برای توسعهی این حوزه مفید باشد.