Uskoro struja iz majice?

Istraživači razvijaju organske solarne ćelije koje se mogu istezati i istodobno oprati

Elastična, ispisana solarna ćelija preživljava od pranja © RIKEN
čitati naglas

Vodootporan i fleksibilan istovremeno: Nova organska solarna ćelija mogla bi otvoriti put odjeći za proizvodnju električne energije. Budući da ultra tanki, rastezljivi moduli prežive čak 20 ispiranja bez pucanja, kako japanski istraživači izjavljuju u časopisu "Nature Energy". Vodootporne, fleksibilne solarne ćelije koje su razvili stoga bi se u budućnosti mogle ispisati na tekstilu i tako osigurati snagu za senzore i ostale manje elektroničke aplikacije.

Senzori su odavno postali tako mali da se mogu lako integrirati u narukvice, tekstil, pa čak i žbuke. Na primjer, mini mjerači prate našu tjelesnu temperaturu ili razinu šećera u krvi, mjere naše kretanje i otkucaje srca, ili analiziraju naš znoj i određuju postotak u našoj krvi. Nove tkanine mogu zasjati u mraku zahvaljujući integriranim LED-ima.

Tko opskrbljuje strujom?

Ali svi ti novi pomaci imaju važnost: potrebna im je struja - a za sada nedostaje malih i fleksibilnih dobavljača za to. Jedno rješenje bi mogle biti organske solarne ćelije integrirane u odjeću. Jer su ultra tanki i dovoljno elastični.

Do sada mu je nedostajala otpornost na vodu: Ako je polimerni supstrat solarne ćelije napravljen tako tanko da je rastezljiv, više nije dovoljno čvrst da zaštiti osjetljivu elektroniku od vode. Međutim, rješenje bi sada moglo biti Hiroaki Jinno iz japanskog istraživačkog centra RIKEN i njegove kolege su otkrile: "Razvili smo polimerne solarne ćelije koje se peru, a koje imaju visoku učinkovitost i duktilnost", izvještavaju.

Stabilno čak i u kadi za tuširanje

Nove solarne ćelije sastoje se od fotonaponski aktivnog sloja debljine samo jednog mikrona i ugrađenog u dva sloja parilena - prozirni, prozirni polimer koji odbija vodu. "Ove organske solarne ćelije mogu se lako prilagoditi nabora odjeće ili kože i mehanički su visoko fleksibilne", rekli su istraživači. prikaz

Čak je i ta "sirova" solarna ćelija relativno stabilna u vodi: preživljava dvosatne uronjene kupke s propadanjem od samo oko 20 posto, kako su izvijestili Jinno i njegovi kolege. Čak i pranje deterdžentima već sprečava ovu solarnu ćeliju: "To smo pokazali ispiranjem mrlje od crnih, vodotopljivih boja s tih materijala", objašnjavaju znanstvenici.

Prevladava 20 pranja

Da bi dodatno optimizirali zaštitu od vode, znanstvenici su ovu sirovu solarnu ćeliju od tri mikrona obložili elastomerom debljine 500 mikrometara. Odlučujući čimbenik ovdje: Ovi zaštitni slojevi su u trenutku spajanja bili napregnuti za 200 posto. Jednom kada su se slojevi spojili, ovaj se polimer ponovo steže, a solarna ćelija iznutra valoviti.

Prednost: Organska solarna ćelija zajedno sa zaštitnim slojevima lako se može rastegnuti ili komprimirati za oko 50 posto. Izgubila je maksimalno pet posto svog rada u tim postupcima. Istovremeno je podnijela i višestruki mehanički stres u vodi. Čak i nakon 20 "pranja", solarna ćelija je još uvijek zadržala oko 80 posto svoje početne učinkovitosti, kako navode istraživači. Majica s ovim solarnim modulima i dalje će biti funkcionalna čak i nakon pranja.

Izvedba je dovoljna za nošenje

"Nadamo se da će naši oprani, lagani i duktilni organski fotonaponski moduli otvoriti nove mogućnosti kao izvori napajanja za prijenosne senzore i drugu nosivost", rekao je koautor Kenjiro Fukuda iz istraživačkog centra RIKEN. Uostalom, njihova nova solarna ćelija ima učinkovitost od 7, 9 posto. Pri učestalosti svjetlosti od 100 milivata, jedan kvadratni centimetar ovog vodootpornog, rastezljivog modula proizveo je 13, 8 miliampera struje i 0, 57 volta napona, izvijestili su istraživači.

Iako to nije mnogo, moglo bi biti dovoljno za opskrbu malih senzora energijom, čak i ako je površina malo veća. Slično se slažu i Ning Li i Christoph Brabec sa Sveučilišta Erlangen-N rnberg: „Vjerujemo da bi takve pralne i prijenosne solarne ćelije mogle postati čak i jedinstvena tržišna prilika za organske fotonaponske uređaje ", Pišu u popratnom komentaru. (Nature Energy, 2017; doi: 10.1038 / s41560-017-0001-3)

(RIKEN, 19.09.2017. - NPO)