Ohybný solárny článok novej generácie

Ohybný solárny článok predstavuje nový krok v oblasti obnoviteľnej energie. Vďaka pokročilým nanomateriálom zostáva funkčný aj po ponorení do vody, zachováva si pružnosť a vysokú účinnosť. Tento technologický prelom otvára dvere pre nositeľnú elektroniku, extrémne podmienky aj nepravidelné povrchy.

Prelomový výskum RIKEN CEMS

Výskumníci z RIKEN CEMS v spolupráci s Tokijskou univerzitou a Huazhong University of Science and Technology vyvinuli organickú fotovoltaickú fóliu, ktorá je zároveň flexibilná a vodotesná.

Kľúčový problém: vodotesnosť bez straty pružnosti

Predchádzajúce zariadenia vyžadovali dodatočné ochranné vrstvy, ktoré znižovali flexibilitu. Tím preto optimalizoval samotnú štruktúru článku tak, aby nebolo potrebné hrubé zapuzdrenie.

Ako funguje ohybný solárny článok

Fotovoltaická fólia pozostáva z viacerých ultratenkých vrstiev. Aktívna vrstva absorbuje svetlo a vytvára elektróny a elektrónové diery, ktoré generujú elektrinu v obvode.

Inovatívne riešenie elektródy

Vedci naniesli striebornú elektródu priamo na aktívnu vrstvu a použili proces tepelného žíhania pri 85 °C počas 24 hodín. Výsledkom bol film hrubý len 3 mikrometre s lepšou adhéziou medzi vrstvami.

„Nakoniec sa nám podarilo vytvoriť film hrubý iba 3 mikrometre,“ uviedol Sixing Xiong.

Testovanie v extrémnych podmienkach

• Ponor do vody na 4 hodiny – zachovaných 89 % výkonu.
• 300 cyklov natiahnutia o 30 % pod vodou – 96 % výkonu.
• Prežitie cyklu v práčke bez poškodenia funkčnosti.

Tieto výsledky dokazujú, že ohybný solárny článok zvláda vlhkosť, mechanické namáhanie aj bežné používanie.

Prečítajte si aj: Ultratenké solárne články: nová technológia

Praktické využitie

Vďaka nízkej hmotnosti a malému polomeru ohybu môže ohybný solárny článok napájať:

Kde sa uplatní?

• Nositeľné zariadenia a smart oblečenie
• Drony a IoT senzory
• Núdzové osvetlenie
• Zakrivené povrchy (helmy, batohy, plachty)

Roll-to-roll výroba umožňuje nižšie náklady a rýchlu montáž na veľké plochy.

Budúcnosť technológie

Výskumníci plánujú zlepšiť stabilitu voči dlhodobému vystaveniu svetlu, vzduchu a mechanickému namáhaniu. Cieľom je plnohodnotné komerčné využitie v reálnych podmienkach.

„Plánujeme ďalej rozvíjať naše ultratenké organické solárne články pre praktické nositeľné zariadenia,“ uviedol Kenjiro Fukuda.

Záver

Ohybný solárny článok spája flexibilitu, vodotesnosť a vysokú účinnosť do jedného riešenia. Predstavuje významný krok smerom k energeticky sebestačnej nositeľnej elektronike a k solárnym systémom využiteľným aj v náročných podmienkach.

Zdroj: nanowerk.com