Päikeseenergia populaarsus on viimase kümnendi jooksul metsikult kasvanud, levimus on igal aastal suurenenud umbes 40 protsenti. Praegu moodustab see umbes 1 protsendi kogu maailma energiakulutustest.
Seotud sisu
- Paremate päikesepaneelide ehitamiseks Jaapani paberilõikekunsti Kirigami kasutamine
Kuid tehnoloogia on endiselt kallis. Isegi kui päikesepaneelide hind on ise langenud, jäävad paigalduskulud kõrgeks - kuni 80 protsenti päikesepaneelide hankimise kuludest tuleb paigalduse enda poolt, mis hõlmab raskete paneelide kinnitamist sageli kaldus pinnale, näiteks katustele.
Professor Vladimir Bulović ja tema MIT-i kolleegid Joel Jean ja Annie Wang olid huvitatud sellest, et nad tegeleksid ülikerge päikeseelemendi valmistamisega selle kõrge paigalduskuluga ja muude probleemidega.
"Kui saaks [päikeseelemendi] teha väga kergeks, võiks põhimõtteliselt teha väga suure päikeseelemendi, mille saaks lahti keerata kellegi katusel või põllul, " räägib Bulović. "Siis võib paigaldamine olla sama lihtne kui lahtirullitud paneeli katusele klammerdamine."
Bulović ja tema meeskond on astunud esimese sammu selle eesmärgi poole. Nad on loonud päikesepatarei nii kerge, et see võib sõna otseses mõttes istuda seebimulli kohal ilma seda lõhkemata. See on kõigest 2, 3 mikroni paksune ehk 1/30 kuni 1/50-ne inimese juuste paksus. See on nii õhuke, et teoreetiliselt saaks seda kasutada peaaegu igal pinnal, isegi uskumatult delikaatsel pinnal - õhupallidel, rõivastel, paberil ja inimese nahal.
Meeskond teadis, et ülikerge päikeseelemendi võti peitub raske substraadi - materjali, tavaliselt klaasi, millele päikesepaneelide kihid moodustatakse - asendamisel kergemaga. Päikesepatareide loomiseks peaksid nad kasutama ka toatemperatuuril põhinevat protsessi, kuna tavapäraste päikesepatareide loomiseks kasutatav kõrgel temperatuuril toimuv protsess sulataks või kahjustaks kergemaid substraate.
Materjal, millele meeskond kontseptsiooni tõestuse huvides lõpuks leppis, oli parüleen, elastne polümeer, mis sarnaneb Sarani mähisega. Klaasplaadi peal töötades sadestasid nad vaakumkambris parüleeni peal väga õhukese kihi päikesepatareide materjali, seejärel suleti see teise parüleeni kihiga. Seejärel koorisid nad päikesepatarei võileiva klaasilt.
Saadud ülikerge päikesepatarei suudab toota grammi 6 vatti energiat, umbes 400 korda rohkem kui tavaline kollektor. Uut protsessi kirjeldatakse üksikasjalikult ajakirjas Organic Electronics.
Järgmine samm on välja mõelda, kuidas toota ülikergeid päikeseelemente suuremates kogustes. Päikeseelementide materjali substraadile kandmiseks kasutatav meetod on praegu üsna aeglane ja suuremate ülikergete päikesepatareide efektiivseks tootmiseks tuleb seda kiirendada. Meeskonnal tuleb katsetada ka erinevate aluspindade tugevust ja vastupidavust.
"Peaksime tõestama, et see suudab paar aastat stabiilselt töötada, nagu kaasaskantavate rakenduste jaoks vaja, " ütleb Bulović.
Eriti kerged päikesepatareid võivad olla kasulikud piirkondades, kus kaal on ülimalt oluline, näiteks kosmosesüstikutel. Neid saaks kasutada tavaliste kodumasinate - elektroonilise puutetundliku paberi, puutepaneelide, andurite - toiteks ilma kaalu ja lahtiselt lisamata. Neid võib potentsiaalselt kombineerida veel ühe Bulovići uuendusega - läbipaistvate päikesepatareidega -, et luua peaaegu igale pinnale peaaegu nähtamatu jõuallikas.
"Meie eesmärk on ümbermõtestada, mis on päikesepatarei, ja ümber mõelda, millist päikeseenergia tehnoloogiat saab kasutada, " ütleb Bulović.
Inseneri hinnangul kulub kümme aastat, enne kui tema meeskonna tehnoloogia saab peavoolu.
"Sellelt struktuurilt suuremale üle minnes võime kindlasti ette kujutada, mis sinna pääsemiseks kuluks, " ütleb ta. “Tundmatuid pole märkimisväärsel hulgal. Ees olevad ülesanded peaksid olema vallutatavad. ”
