Uluslararası araştırma ekibi, benzeri görülmemiş esneklik ve dirençle kırılmadan ikiye katlanabilen bir PV hücresi geliştirdi.
Son yıllarda katlanabilir cep telefonu ekranlarının gelişmesiyle, katlanabilir elektronikler üzerine de araştırmalar da yoğunlaştı. Katlanabilir teknolojinin kullanışlı bir uygulaması ise güneş panelleri…
Esneklikten yoksun güneş pillerinde kullanılan geleneksel iletken malzemeler tamamen katlanabilir hücrelerin geliştirilmesine engel oluşturuyor. Verimli bir katlanabilir iletken için temel bir gereksinim, bütünlüğünü ve diğer istenen özellikleri korurken çok küçük bir yarıçap içinde bükülme basıncına dayanma yeteneğidir. Kısacası ince, esnek, şeffaf ve esnek bir iletken malzemeye ihtiyaç var.
Kore Pusan Ulusal Üniversitesi (Pusan National University) Profesörü Il Jeon, “Yalnızca esnek elektronik aksamın aksine, katlanabilir cihazlar 0,5 mm kadar küçük katlama yarıçapıyla çok daha sert deformasyonlara maruz kaldığını söyledi. Jeon bunun, geleneksel ultra ince cam alt tabakalar ve metal oksit ile mümkün olmadığını da sözlerine ekledi.
Hal böyle olunca güneş PV alanında çalışan bilim adamları ve mühendisler de esnek ve katlanabilir PV hücreleri üzerinde çalışmalar yürütmeye başladı.
Güney Kore aralarında Prof. Jeon’un da bulunduğu Pusan Ulusal Üniversitesi’ndeki uluslararası bir araştırma ekibi de Advanced Science‘ta yayınlanan çalışmalarıyla soruna çözümbuldu. Üniversitedeki bilim insanları, iletken katman görevi gören tek duvarlı karbon nanotüpler (SWNT’ler) kullanarak katlanabilir bir PV hücresi prototipi geliştirdi. Tek sorun, SWNT’lerin kuvvet uygulandığında (bükülme gibi) ve kimyasal katkı gerektirdiğinde substrat yüzeyine yapışmakta zorlanmasıydı. Bu sorunu çözmek için de iletken katmanı bir poliimid (PI) substratı içine yerleştirerek nanotüplerdeki boşlukları doldurdular.
Ortaya çıkan prototipler, ekibin beklentilerini fazlasıyla aştı. Yalnızca 7 mikrometre kalınlığındaki kompozit film, bükülmeye karşı olağanüstü bir direnç, neredeyse yüzde 80 şeffaflık ve yüzde 15,2’lik bir güç dönüştürme verimliliği sergiledi. Bu, karbon nanotüp iletkenler kullanan güneş pillerinde şimdiye kadar elde edilen en yüksek değerdi.
Prof. Jeon’un elde edilen sonuçların hem verimlilik hem de mekanik stabilite açısından esnek güneş pilleri için şimdiye kadar bildirilenlerin en iyilerinden biri olarak görülmesi gerektiğini söyledi .