MIT mühendisleri, herhangi bir yüzeyi hızlı ve kolay bir şekilde bir güç kaynağına dönüştürebilen ultra hafif kumaş güneş pilleri geliştirdi.
Mürekkep bazlı malzemeler ve ölçeklenebilir üretim teknikleri kullanarak tamamen basılabilir ince film güneş pilleri geliştirmek için yola çıkan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (Massachusetts Institute of Technology /MIT) mühendisleri, herhangi bir yüzeye sorunsuz bir şekilde eklenebilen ultra ince, hafif güneş pilleri üretmek için ölçeklenebilir bir üretim tekniğini kullandı.
İnsan saçından çok daha ince olan bu dayanıklı, esnek güneş pilleri, güçlü, hafif bir kumaşa yapıştırılarak sabit bir yüzeye kolayca monte edilebiliyor. Aynı zamanda giyilebilir bir güç yapısı olarak hareket halindeyken enerji sağlayabildikleri gibi acil durumlarda yardım için uzak yerlere taşınabiliyor ve hızla konuşlandırılabiliyor.
Ayrıca araştırmacılar geleneksel güneş panellerinin yüzde biri ağırlığında olan bu hücrelerin, kilogram başına 18 kat daha fazla güç ürettiğini ve gelecekte geniş alanlı üretime ölçeklendirilebilecek baskı süreçleri kullanılarak yarı iletken mürekkeplerden üretildiğini söyledi.
Araştırma sonuçları Small Methods’ta yayınlanan makalede yer aldı.
Ekip güneş pillerini üretmek için yazdırılabilir elektronik mürekkepler biçiminde olan nanomateryaller kullandı. Bu kapsamda MIT.nano temiz odasında çalışarak, güneş pili yapısını, elektronik malzemelerin katmanlarını yalnızca 3 mikron kalınlığında hazırlanmış, serbest bırakılabilir bir alt tabaka üzerine bırakan bir slot-kalıp kaplayıcı kullanarak kapladılar. Daha sonra serigrafi kullanılarak (tasarımların serigrafi tişörtlere eklenmesine benzer bir teknik), güneş modülünü tamamlamak için yapının üzerine bir elektrot yerleştirdiler.
Daha sonra araştırmacılar, yaklaşık 15 mikron kalınlığındaki basılı modülü plastik alt tabakadan soyarak ultra hafif bir güneş enerjisi cihazı oluşturdu. Çok az ilave ağırlıkla mekanik dayanıklılık ve esneklik sağladıkları için kumaşları en uygun çözüm olarak belirlediler. Bunun sonucu olarak da metrekare başına 13 gram ağırlığında olan ve ticari olarak Dyneema olarak bilinen kompozit bir kumaş buldular. MIT mühendisleri sadece birkaç mikron kalınlığında UV ile kürlenebilen bir yapıştırıcı tabakası ekleyerek güneş modüllerini bu kumaşın tabakalarına yapıştırdılar. Bu, ultra hafif ve mekanik olarak sağlam bir güneş enerjisi yapısı oluşturdu.
Cihazı test eden ekip, bağımsız olarak kilogram başına 730 watt güç üretebileceğini ve geleneksel güneş pillerinden kilogram başına yaklaşık 18 kat daha fazla güç olan yüksek mukavemetli Dyneema kumaşına konuşlandırılırsa kilogram başına yaklaşık 370 watt üretebileceğini buldu. Ayrıca cihazın dayanıklılığını da test eden ekip, bir kumaş güneş panelini 500’den fazla kez yuvarlayıp açtıktan sonra bile hücrelerin hala ilk güç üretim yeteneklerinin yüzde 90’ından fazlasını koruduğu sonucuna ulaştı.
Tüm bunların ışığında araştırmacılara göre geleneksel hücrelerden çok daha hafif ve çok daha esnek olsa da bu güneş pillerinin çevreden korunmaları için
başka bir malzemeyle kaplanması gerekiyor. Bu bağlamda hücreleri yapmak için kullanılan karbon bazlı organik malzeme, havadaki nem ve oksijenle etkileşime girerek performanslarını bozabilecek şekilde değiştirilebilir.