A napelem forradalma
Az ultravékony és rendkívül rugalmas napelem a jövőben apró repülő robotokat hajthat, és segítségével még a legvékonyabb ruhadarabok is energiát termelhetnek. A nemzetközi kutatócsoport által kifejlesztett energiatermelő fólia ugyanis mindössze két mikrométer vastag, így egy pókselyemszálnál is vékonyabb. Ráadásul egy darab folpackhoz hasonlóan többször össze lehet gyűrni anélkül, hogy károsodna. A kutatók jelentése szerint ezek az ultravékony szerves napelemek tízszer vékonyabbak, könnyebbek és rugalmasabbak minden más jelenleg létező napelemtípusnál. Ennek ellenére 4,2%-os hatásfokukkal ugyanakkora a teljesítményük, mint az üveghordozóra felvitt hagyományos szerves napelemeknek.
Az új napelemek lehetséges alkalmazási területei a meteorológiai ballonok, a pilóta nélküli repülőeszközök és más felderítő rendszerek, amelyek esetében nagy jelentősége van a súlynak. „De ugyanez érvényes a vadonban használt felszerelésekre is, ahol könnyű energiaforrásra van szükség” – nyilatkozták Martin Kaltenbrunner és munkatársai, a linzi Johannes Kepler Egyetem kutatói. A napelemmel miniatűr robotok is működtethetők.
Az új technológiához olyan anyagokat használnak, amelyeket már korábban is alkalmaztak szerves napelemekhez. Ennek ellenére az energiatermelő fólia a hagyományos szerves napelemek vastagságának mindössze 25%-át és tömegének 45%-át éri el.
Hordozóanyagként a kutatók nem indium-ón-oxiddal bevont üveget használtak, hanem egy 1,4 mikrométer vastag polietilén-tereftalát (PET) fóliát. Ez ugyanaz az anyag, amelyből sok italospalack is készül. Erre a fóliára két különböző aktív réteget vittek fel, amelyek együtt alkotják a tulajdonképpeni szerves napelemet.
Az ultravékony PET fólia már könnyen gyártható ipari méretekben, ami a tekercsnyomtatás segítségével megkönnyíti a napelemek majdani sorozatgyártását. Az optikailag aktív réteget ebben az esetben – az újságnyomtatáshoz hasonlóan – nagy gépekkel, folyamatosan viszik fel.
Az új napelemfólia olyan hajlékony és vékony, hogy még egy emberi hajszál köré is lehet tekerni. A hajszál 35 mikrométeres átmérőjével több, mint tizenhatszor vastagabb a fóliánál. A napelemfóliát egy 1,5 mm vastag műanyag csövecske tetejére is rá tudták hajtani úgy, hogy nem szakadt el.
A mindössze 2 µm vastag napelemfólia olyan vékony és hajlékony, hogy egy emberi hajszál köré is tekerhető anélkül, hogy eltörne.
(Kép: © Martin Kaltenbrunner)
Ez a kép a 2 µm vastag napelemfóliát egy 1,5 mm vastag csövecskére hajtva mutatja. Rendkívül erősen deformálható károsodás nélkül.
Egy másik kísérletben a kutatók a napelemfóliák különböző típusait tolták egymásra, ezáltal összegyűrték azokat. A napelemek még akkor is termeltek áramot, amikor már 80%-ban össze voltak nyomva. Sőt, a napelemfólia azt is kibírta, amikor egymás után hússzor összegyűrték és kinyújtották, és a teljesítménye is csak kismértékben csökkent.
www.scinexx.de
