Forrás: riken.jp
Az all-RIKEN csapata által kifejlesztett hőzsugorítható technológia lehetővé teszi a napelemek és érintésérzékelők csatlakoztatását olyan tárgyakhoz, amelyek alakja kihívást jelent a laminálás számára1.
A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy az ívelt napelemek hatékonyabban rögzítik a napfényt, mint a laposak felhős napokon. Az ívelt elektronika előállításának egyik módja a gumiszerű szubsztrátumok, de az ilyen szubsztrátumok napelemei általában sokkal alacsonyabb teljesítményt nyújtanak. Ezzel szemben a rugalmas lemezeken gyártott napelemek nagy hatékonysággal rendelkeznek, de nehéz lehet az ívelt felületekhez csatolni - ezt a tényt bárki tanúsíthatja, aki megpróbált ajándékba csomagolni egy focilabdát.
Takao Someya, a RIKEN Emergent Matter Science központjának kutatói rájöttek, hogy ezt a problémát hőcsökkentő filmekkel lehet leküzdeni, amelyeket általában olyan termékek, mint például a vény nélkül kapható gyógyszerek beágyazására használnak. Míg a legtöbb elektronika túl merev vagy törékeny ahhoz, hogy a zsugorfóliához legyen rögzítve, a csapat az egyedi tulajdonságokkal rendelkező ultravékony eszközök gyártására specializálódott.
"Amikor egy anyag vékonyabbá válik, rugalmasabbá válik - ezért kézzel összezsugoríthatjuk az alumíniumfóliát, de alumíniumot is használhatunk kerékpárok készítésére" - magyarázza Steven Rich posztdoktori kutató. "Bár merev anyagokat, például fémeket és műanyagokat használunk, háromszor vékonyabbak, mint egy élelmiszerbolt zacskó, és nagyon élesen hajlíthatók törés nélkül."
Rich és három RIKEN kolléga egy nem nyújtható, de rugalmas polimer lapot csatolt egy zsugorfóliához, majd mikroszkóppal figyelték meg a réteges szerkezetet a különböző hőhatások során. Ezek a tesztek kimutatták, hogy mivel a készülék területe akár 70% -kal is csökkent, az ultravékony lapok apró ráncok és redők képződésével enyhítették a tömörítés törzsét.
Ezeknek a ráncoknak a méretének szabályozásával és a hő- és súlyos ráncosodásra képes anyagok kiválasztásával a RIKEN csapata megállapította, hogy az előregyártott szerves fotovoltaikus modulokat kerek tárgyakra (1. ábra), valamint éles szögű és szabálytalan görbületű tárgyakra zsugoríthatják, beleértve a műanyag sziklákat és a hagyományos japán Daruma babákat.
Bár a kutatók arra számítottak, hogy a zsugorodás károsíthatja a fotovoltaikus komponenseket és csökkentheti az eszköz teljesítményét, ennek az ellenkezője történt. A kísérletek azt mutatták, hogy a zsugorodás által kiváltott ráncszerkezetek fotonikus tulajdonságai javították a fény felszívódását, és akár 17% -kal növelték az erőátalakítási hatékonyságot a síkeszközökhöz.
A csapat zsugorfóliát is használt, hogy egy teáscsésze fogantyúját elektronikus érintésérzékelővel laminálja - ez egy finom teljesítmény, amely példaként szolgál arra, hogy ez a technológia széles körben alkalmazható. "Beépíthetnénk érzékelőket a kijelzőkkel, az energiatermelési rendszerekkel és a tranzisztorokkal együtt, hogy interaktív interfészeket hozzunk létre" - mondja Rich.
