แผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดด้วยตนเอง

“ แบตเตอรี่โซล่าร์สามารถติดอยู่กับอะไรก็ได้ตั้งแต่อุปกรณ์ไฟฟ้าพกพาสำหรับอุปกรณ์ไปจนถึงเสื้อผ้าอัจฉริยะและแม้แต่ชุดอวกาศอิสระของนักบินอวกาศ” เซียวลินเจิ้งบทความที่ตีพิมพ์ในรายงานทางวิทยาศาสตร์กล่าว

การรวมกันของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบฟิล์มบางกับแผงโซลาร์เซลล์ใหม่จะเปิดโอกาสสำหรับการสร้างอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่และนี่เป็นเพียงขั้นตอนแรกในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ เทคโนโลยี“ ฉีกขาดและลอกออก” สามารถใช้งานได้อย่างหลากหลายมั่นใจได้ว่าหัวหน้าทีมนักฟิสิกส์ของ Stanford University Xiaolin Zheng

เจิ้งกับคนที่มีใจคล้ายกันพัฒนาและทำซ้ำสติกเกอร์แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จริงซึ่งเป็นผลมาจากการทดลองกับฟิล์มซิลิกอนออกไซด์และนิกเกิลของความหนานาโนเมตร นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าแผงเซลล์สุริยะนั้นสามารถทำงานได้ตามปกติบนพื้นผิวที่เรียบมากบนพื้นผิวพิเศษเช่นแก้วหรือซิลิกอน

ปัญหาคือถ้าคุณใช้วัสดุพิมพ์อื่น ๆ พวกเขาจะไม่ทำงานเพราะพื้นผิวเรียบไม่ดีความต้านทานต่ำต่ออุณหภูมิสูงและการใช้สารเคมี ประเพณีนี้ จำกัด ขอบเขตการใช้งานของแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมากพร้อมกับเพิ่มค่าใช้จ่ายของพวกเขาพร้อมกัน

นักพัฒนาพยายามกำจัดข้อบกพร่องเหล่านี้ในแบตเตอรี่แบบฟิล์มบางเนื่องจากวิธีการดั้งเดิม แนวคิดหลักคือการแยกแบตเตอรี่ที่เสร็จแล้วออกจากซิลิคอนเวเฟอร์เพื่อให้สามารถใช้งานพื้นผิวได้โดยไม่คำนึงถึงความเรียบและความแข็งของมัน

นักวิทยาศาสตร์ได้รับแจ้งจากเทคโนโลยีในการผลิตแกรฟีนโดย Game Discoverers และ Novoselov ด้วยเทคนิคที่คล้ายกัน Xiaolin Chzhen และเพื่อนร่วมงานได้นำฟิล์มนิกเกิลที่บางที่สุด (300 นาโนเมตร) ไปผสมกับแผ่นซิลิคอนออกไซด์และซิลิคอนบริสุทธิ์โดยการระเหยลำแสงอิเล็กตรอน

ขั้นตอนต่อไปของโครงสร้างสองชั้นที่เกิดขึ้นนั้นถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนที่ใช้งานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางและชั้นโพลีเมอร์ป้องกันเพื่อป้องกันการสัมผัสของชิ้นส่วนที่มีน้ำ จากนั้นเทปสก็อตเทอร์มัลถูกจับจ้องที่ขอบหนึ่งและวางจานไว้ในอ่างน้ำที่อุณหภูมิห้อง

ไม่กี่นาทีต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้แยกขอบของเทปเพื่อให้โมเลกุลของน้ำแทรกซึมระหว่างนิเกิลและเพลทจากนั้นยกแถบเทปความร้อนขึ้นนักฟิสิกส์ได้แยกฟิล์มทั้งหมดของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ออกจากแผ่นซิลิกอนอย่างสมบูรณ์ ในขั้นตอนของการแยกฟิล์มอย่างสมบูรณ์นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการอุ่นโครงสร้างทั้งหมดเป็น 90 องศาเพื่อลดการยึดเกาะ

หลังจากแยกออกจากแผ่นฟิล์มแล้วสามารถติดกาวไปยังพื้นผิวเป้าหมายด้วยกาวและสามารถใช้แผ่นตัวเองอีกครั้งเพื่อสร้างสติกเกอร์แบตเตอรี่ต่อไป

เป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องทราบว่าเซลล์สุริยะที่ได้จากฟิล์มนั้นมีประสิทธิภาพเกือบเหมือนกันทั้งก่อนและหลังการแยกฟิล์มจากสารตั้งต้น การวัดแสดงให้เห็นว่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าก่อนและหลังกระบวนการปรับขนาดบนแผ่นสแตนเลสหรือบนแก้วโซดาไลม์ไม่สามารถแยกแยะได้เป็นที่เข้าใจกันว่าไม่มีความเสียหายเกิดขึ้นระหว่างการย้ายสติกเกอร์ไปยังพื้นผิวใด ๆ

การวัดค่าเฉลี่ยของตัวชี้วัดประสิทธิภาพของแผงโซล่าร์มากกว่า 20 แผงที่มีพื้นที่ 0.05 ตารางเมตรและ 0.28 ตารางเมตรตามลำดับแสดงประสิทธิภาพ = 7.4 ± 0.5% และ 5.2 ± 0.1% ก่อนกระบวนการไม้อัดและประสิทธิภาพ = 7.6 ± 0.5% และ n = 5.3 ± 0.1% หลังจากไม้อัด ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างเซลล์ที่มีขนาดแตกต่างกันนั้นเกิดจากความต้านทานสูงของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อในซีรีย์

อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญคือแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งสองมีตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเกือบเหมือนกันทั้งก่อนและหลังกระบวนการปรับขนาดและค่าเบี่ยงเบนเพียง 5% ซึ่งอยู่ภายในข้อผิดพลาดการวัด ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการของเทคโนโลยีนี้: ความอเนกประสงค์ในการเลือกวัสดุพิมพ์คุณภาพสูงของการออกแบบดั้งเดิมความเรียบง่ายและความสามารถในการปรับขนาดของกระบวนการรวมทั้งการประหยัดเพิ่มเติมสำหรับการใช้งาน

เจิ้งอ้างว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของฟิล์มดังกล่าวสามารถติดกับพื้นผิวใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นแก้วผ้ากระดาษหรือวัสดุอื่นที่ไม่ใช่แบบทั่วไปสำหรับโฟโตอิเล็กทรอนิคส์แม้กระทั่งบนผนังของบ้าน และในแต่ละกรณีแบตเตอรี่จะสร้างพลังงานไฟฟ้าเท่ากันกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบดั้งเดิมของเทคโนโลยีก่อนหน้าในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพ 7.5%

ยิ่งไปกว่านั้นสติกเกอร์แบตเตอรี่โค้งงอได้ง่ายซึ่งจะไม่นำไปสู่การเสียหรือประสิทธิภาพลดลง นักวิทยาศาสตร์ทำนายว่าคุณสมบัติที่โดดเด่นในราคาประหยัดจะช่วยให้สามารถใช้แผงโซลาร์เซลล์ใหม่ได้ - สติกเกอร์เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเสื้อผ้าอัจฉริยะและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่มีความยืดหยุ่นเป็นสิ่งสำคัญ