تبلیغات
علم کیمیا - محصولات تولید شده از سیلیکون های انعطاف پذیر و دارای قابلیت عملکرد سلول های خورشیدی به زودی امکان پذیر خواهند شد.
پنجشنبه 23 آذر 1391  05:03 ب.ظ    ویرایش: پنجشنبه 23 آذر 1391 06:01 ب.ظ
توسط: ک ی

برای اولین بار، یک فیبر نوری بر پایه سیلیکون و با داشتن قابلیت سلول های خورشیدی ، ایجاد شد که نشان داده شد می تواند به طول چند متر برسد. این پژوهش دری گشود به امکان بافتن سلول های خورشیدی سیلیکونی و به شکل سیم به یکدیگر،به منظور تولید محصولات انعطاف پذیر و یا پیچ خورده ی خورشیدی.

یافته های جدید این تیم بر اساس یک پژوهش قبلی به دست آمد.این پژوهش قبلی،با هم یکی کردن فیبر های نوری با تراشه های الکترونیکی ( دایره های یکپارچه ی سیلیکونی که استفاده می شوند به عنوان ساختارهای نیمه هادی برای بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مثل سلول های خورشیدی،کامپیوتر ها و موبایل ها) بود. این تیم علاوه بر یکی کردن یک تراشه مسطح با یک فیبر نوری مدور، راهی یافت برای ساختن نوع جدیدی از فیبر های نوری- که از موی انسان هم باریکتر است - با قطعه الکترونیکی یکپارچه ای که با خودش همراه است.در نتیجه ،این نیاز را هم برطرف کرده که بخواهیم فیبر های نوری و تراشه های الکترونیکی را با هم یکی کنیم.برای انجام این کار،آن ها از تکنیک های شیمیایی تحت فشاری استفاده کردند تا بتوانند مواد نیمه رسانا را به صورت مستقیم و لایه به لایه در حفره های خیلی کوچک فیبر های نوری ذخیره و ته نشین کنند.

و حالا،در این پژوهش جدیدشان، اعضای این تیم از همان تکنیک های شیمیایی تحت فشار استفاده کردند تا بتوانند یک فیبر را از مواد سیلیکونی نیمه رسانا و متبلور استخراج کنند که می تواند مانند یک سلول خورشیدی - یک دستگاه فتووالتائیک که می تواند انرژی خورشیدی را متمرکز و جمع کند و آن را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل کند- عمل کند. " هدف ما افزایش انعطاف پذیری و طول سلول های خورشیدی و الکترونیکی با کیفیت است.ما قبلا هم این فیبر های به طول چندین متر ساخته ایم اما در اصل، روش جدید تیم ما می تواند استفاده شود جهت تولید فیبر های سلول های خورشیدی و بر پایه سیلیکون با داشتن قابلیت خم شدن و به طول بیشتر از 10 متر." این را Badding گفت.او همچنین افزود : " سلول های خورشیدی از جنس فیبر و با طول زیاد به ما توانایی انجام کارهایی را می دهد که تا قبل از این واقعا قادر به انجامشان نبودیم : ما می توانیم فیبر های سیلیکونی را به هم ببافیم و محصولاتی ایجاد کنیم با دامنه ی وسیعی از توانایی برای انجام دادن برنامه های مختلف، مانند ذخیره و جمع آوری نیرو و قدرت ، شارژ کردن باطری ها ،حس کردن مواد شیمیایی مختلف و دستگاه های پزشکی. "


Badding توضیح می دهد که یکی از مهمترین محدودیت های دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مانند گوشی های هوشمند و ipad ها، عمر کوتاه باطری آن هاست.باطری هایی که عمرشان از طریق انرژی خورشیدی افزایش یافته باشد می توانند این مشکل را حل کنند. " یک سلول خورشیدی معمولا از یک شیشه یا پلاستیکی تهیه شده که بر روی بستری قرار گرفتند که بر روی آن ،سیلیکون هیدروژنه amorphous رشد می کند." این را Badding توضیح می دهد. " چنین سلول خورشیدی تهیه شده که از یک قطعه گران قیمت استفاده می کند که عامل واکنش PECVD نام دارد و نتیجه نهایی یک شی مسطح با انعطاف پذیری کم است.اما سلول های خورشیدی فیبری بافته شده به هم وزن سبکی دارند و دارای ساختار انعطاف پذیری هستند که آن ها را قابل حمل ،قابل تاشدن و حتی قابل پوشیدن می کند."

"این ماده می تواند به دستگاه های الکترونیکی متصل شود به منظور قدرت دهی به آن ها و یا شارژ کردن باطری هایشان."

"ارتش همچنین علاقه مند است به طراحی منابع دارای قدرتی که بشود آن ها را پوشید برای سربازان در این زمینه." این ها را Badding افزود.

اعضای تیم باور دارند که فایده ی دیگری که انعطاف پذیری در مواد سلول های خورشیدی دارد،امکان جمع آوری انرژی نورانی در موضع ها و زاویه های مختلف است. " یک سلول خورشیدی معمولی ،فقط یک سطح مسطح دارد،اما یک سلول خورشیدی انعطاف پذیر و دارای انحنا ،به این بستگی ندارد که نور از چه سمتی می تابد و یا این که خورشید در کجا به صورت افقی می تابد و یا این که چه ساعتی از روز می باشد." این هارا Badding گفت.

Pier J. A. Sazio از دانشگاه Southampton در انگلستان و یکی از سرپرستان این تیم ، افزود " ویژگی جذاب دیگر این دستگاه های فیبری و سیلیکونی این است که با این که خیلی جمع و جور هستند اما می توانند پاسخ خیلی سریعی به نور مرئی لیزر بدهند. در حقیقت ، ما حس گر های نوری فیبری-سیلیکونی ای ساخته ایم که پهنای باند آن بیشتر از 1.8GH می باشد."

مقطع بریده شده ی فیبر نوری در عکس بعدی.

علاوه بر Badding و Sazio ،بقیه پژوهشگرانی که در این مطالعه شرکت داشتند نامشان عبارت است از :

Rongrui He, Todd D. Day, Mahesh Krishnamurthi, Justin R. Sparks و Venkatraman Gopalan از دانشگاه ایالت پن.

بودجه این پژوهش از طرف سازمان های زیر تامین شده است.

بنیاد ملی علوم National Science Foundation,

موسسه تحقیقات مواد نانو ساخت شبکه Materials Research Institute Nano Fabrication Network

شورای تحقیقات علوم فیزیکی و مهندسی انگلستان the United Kingdom's Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).

تماس :

John Badding : jbadding@pearl.chem.psu.edu

منبع : http://live.psu.edu/story/63020

   


نظرات()  
wryfixation2895.page.tl
یکشنبه 15 مرداد 1396 06:50 ق.ظ
Hi! I've been following your web site for a while now and finally got
the bravery to go ahead and give you a shout out from Atascocita
Tx! Just wanted to tell you keep up the good job!
BHW
سه شنبه 22 فروردین 1396 02:27 ب.ظ
Very quickly this web site will be famous among all blogging and site-building
viewers, due to it's fastidious articles
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر

علم کیمیا

دانش شیمی محض