Στάνφορντ, Καλιφόρνια
Φωτοβολταϊκοί
συλλέκτες στη μορφή λεπτών, εύκαμπτων μεμβρανών αναπτύχθηκαν στο
Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, με την προοπτική να
χρησιμοποιηθούν ως αυτοκόλλητα σε επιφάνειες που θεωρούνται σήμερα
ακατάλληλες για την εγκατάσταση πάνελ. Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών στοιχείων εφαρμόζεται εμπορικά σε όλο και
μεγαλύτερη κλίμακα, συνεχίζει όμως να πάσχει σε έναν κρίσιμο τομέα: οι
περισσότεροι ηλιακοί συλλέκτες είναι άκαμπτοι και πρέπει να
εγκαθίστανται σε σταθερές και βαριές βάσεις. Φωτοβολταϊκά κύτταρα με πάχος μεμβράνης είχαν αναπτυχθεί και στο
παρελθόν, έπρεπε όμως να τοποθετούνται πάνω σε σταθερά υποστρώματα από
γυαλί ή πυρίτιο. Τη λύση φαίνεται να δίνει το επίτευγμα της ομάδας του Ζιαολίνγκ Ζενγκ
του Στάνφορντ, το οποίο παρουσιάζεται στην επιθεώρηση Scientific
Reports...
Οι συλλέκτες που ανέπτυξαν οι ερευνητές κατασκευάζονται σαν «σάντουιτς», τοποθετημένοι ανάμεσα σε ένα άκαμπτο υπόστρωμα και ένα θερμοευαίσθητο στρώμα. Ξεκολλούν από αυτά τα δύο στρώματα όταν βυθιστούν σε νερό, οπότε απελευθερώνονται και μπορούν να κολλήσουν πάνω σε γυάλινες ή άλλες επιφάνειες.
Σε πρώτη φάση, ένα στρώμα νικελίου πάχους 300 νανομέτρων αποτίθεται πάνω σε μια πλάκα από πυρίτιο και διοξείδιο του πυριτίου. Στο επόμενο στάδιο, φωτοβολταϊκά στοιχεία λεπτής μεμβράνης σχηματίζονται πάνω στο νικέλιο με στάνταρτ τεχνικές παραγωγής και στη συνέχει καλύπτονται από ένα προστατευτικό στρώμα πλαστικού. Τέλος, μια θερμοευαίσθητη μεμβράνη τοποθετείται πάνω από το πλαστικό προκειμένου να διευκολύνει τον συλλέκτη στη νέα επιφάνεια.
Προκειμένου να ξεκολλήσει ο συλλέκτης από την πλάκα, το σάντουιτς εμβαπτίζεται σε νερό σε θερμοκρασία δωματίου, οπότε το στρώμα νικελίου αποδεσμεύεται από την πλάκα πυριτίου. Στη συνέχεια ο συλλέκτης θερμαίνεται, οπότε είναι έτοιμος να κολλήσει στην τελική του θέση με ταινία διπλής όψης. Η τελευταία κίνηση είναι να αφαιρεθεί η προστατευτική θερμοευαίσθητη επιφάνεια, οπότε ο συλλέκτης είναι έτοιμος για χρήση.
«Τώρα μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει φωτοβολταϊκά πάνω σε κράνη, κινητά τηλέφωνα, κυρτά παράθυρα, φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, καμπυλωτές στέγες, ρούχα, οτιδήποτε μπορεί να φανταστεί» υποστηρίζει ο Δρ Ζενγκ.
Επισημαίνει ακόμα ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αυτοκόλλητων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
Οι συλλέκτες που ανέπτυξαν οι ερευνητές κατασκευάζονται σαν «σάντουιτς», τοποθετημένοι ανάμεσα σε ένα άκαμπτο υπόστρωμα και ένα θερμοευαίσθητο στρώμα. Ξεκολλούν από αυτά τα δύο στρώματα όταν βυθιστούν σε νερό, οπότε απελευθερώνονται και μπορούν να κολλήσουν πάνω σε γυάλινες ή άλλες επιφάνειες.
Σε πρώτη φάση, ένα στρώμα νικελίου πάχους 300 νανομέτρων αποτίθεται πάνω σε μια πλάκα από πυρίτιο και διοξείδιο του πυριτίου. Στο επόμενο στάδιο, φωτοβολταϊκά στοιχεία λεπτής μεμβράνης σχηματίζονται πάνω στο νικέλιο με στάνταρτ τεχνικές παραγωγής και στη συνέχει καλύπτονται από ένα προστατευτικό στρώμα πλαστικού. Τέλος, μια θερμοευαίσθητη μεμβράνη τοποθετείται πάνω από το πλαστικό προκειμένου να διευκολύνει τον συλλέκτη στη νέα επιφάνεια.
Προκειμένου να ξεκολλήσει ο συλλέκτης από την πλάκα, το σάντουιτς εμβαπτίζεται σε νερό σε θερμοκρασία δωματίου, οπότε το στρώμα νικελίου αποδεσμεύεται από την πλάκα πυριτίου. Στη συνέχεια ο συλλέκτης θερμαίνεται, οπότε είναι έτοιμος να κολλήσει στην τελική του θέση με ταινία διπλής όψης. Η τελευταία κίνηση είναι να αφαιρεθεί η προστατευτική θερμοευαίσθητη επιφάνεια, οπότε ο συλλέκτης είναι έτοιμος για χρήση.
«Τώρα μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει φωτοβολταϊκά πάνω σε κράνη, κινητά τηλέφωνα, κυρτά παράθυρα, φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, καμπυλωτές στέγες, ρούχα, οτιδήποτε μπορεί να φανταστεί» υποστηρίζει ο Δρ Ζενγκ.
Επισημαίνει ακόμα ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αυτοκόλλητων ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
Newsroom ΔΟΛ, www.in.gr
