אנרגיה סולארית גדלה בפופולריות רבה בעשור האחרון בערך, וגדלה בשכיחותה בכ- 40 אחוז בכל שנה. נכון להיום הוא אחוז מכלל הוצאות האנרגיה בעולם.
תוכן קשור
- באמצעות קיריגאמי, אמנות היפנית של חיתוך נייר, לבניית לוחות שמש טובים יותר
אבל הטכנולוגיה עדיין יקרה. אפילו כאשר פאנלים סולאריים עצמם ירדו במחיר, עלות ההתקנה נותרה גבוהה - עד 80 אחוז מעלות קבלת הפאנלים הסולאריים נובעת מהמתקן עצמו, הכרוך באבטחת לוחות כבדים למשטחים משופעים לעיתים קרובות כמו גגות.
הפרופ 'ולדימיר בולוביץ' ועמיתיו ל- MIT ג'ואל ז'אן ואנני וואנג התעניינו בהתמודדות עם עלות התקנה גבוהה זו ובעיות אחרות כאשר יצאו לייצר תא סולארי קל במיוחד.
"אם אפשר להפוך [תא סולארי] למשקל קל מאוד, באופן עקרוני אפשר היה ליצור תא סולארי גדול מאוד שאפשר יהיה לפנות אותו על הגג של מישהו או בשדה", אומר בולוביץ '. "אז ההתקנה עשויה להיות פשוטה כמו הידוק הפאנל הלא מגולגל לגג."
בולוביץ 'וצוותו עשו את הצעד הראשון לקראת מטרה זו. הם יצרו תא סולרי כך שהוא יכול פשוט לשבת על גבי בועת סבון בלי לפרוץ אותה. עוביו בעובי של 2.3 מיקרון בלבד, או בעובי של 1/30 עד 1/50 לעור שיער אנושי. הוא כה דק, כך שבתיאוריה אפשר להשתמש בו כמעט על כל משטח, אפילו עדין להפליא - בלונים, בגדים, נייר ועור אנושי.
הצוות ידע שהמפתח לתא השמש הקל במיוחד יהיה בהחלפת מצע כבד - החומר, בדרך כלל הזכוכית, שעליו נוצרות שכבות התאים הסולאריים - בקל קל יותר. הם יצטרכו גם להשתמש בתהליך טמפרטורת החדר כדי ליצור את תאי השמש, מכיוון שתהליך הטמפרטורה הגבוה המשמש ליצירת תאים סולאריים קונבנציונאליים יתמוסס או יפגע במצעים קלים יותר.
החומר שעליו התייצב הצוות בסופו של דבר לצורך הוכחת הקונספט היה פרילן, פולימר גמיש הדומה לעטוף של סרן, אך דק הרבה יותר. בעבודה על גבי זכוכית זכוכית הם הניחו שכבה דקה מאוד של חומר סולארי על גבי הפרילינה בתא ואקום, ואז אטמו אותה בשכבה נוספת של פרילן. לאחר מכן קילפו את הכריך של התא הסולארי מהזכוכית.
התא השמש הקלול ביותר המתקבל יכול לייצר 6 וואט כוח לגרם, פי 400 יותר מאשר המקביל המקובל לו. התהליך החדש מפורט בכתב העת Organic Electronics.
השלב הבא יהיה להבין כיצד לייצר את תאי השמש הקלים במיוחד בכמויות גדולות יותר. השיטה המשמשת להפקדת חומר התאים הסולאריים על המצע היא כיום איטית למדי, ותצטרך לזרז אותה כדי לייצר ביעילות תאים סולאריים גדולים יותר קלים במיוחד. הצוות יצטרך גם לבחון כביש מצעים שונים לחוזק ועמידות.
"עלינו להוכיח שהוא יכול לפעול בהתמדה במשך כמה שנים, לפי הצורך ביישומים ניידים", אומר בולוביץ '.
תאי השמש הקלים במיוחד עשויים להיות שימושיים באזורים שבהם המשקל הוא בעל חשיבות עליונה, כמו למשל על מעבורות חלל. הם יכולים לשמש להפעלת מכשירים ביתיים רגילים - נייר מגע אלקטרוני, משטח מגע, חיישנים - מבלי להוסיף משקל וכמויות גדולות. אפשר גם לשלב אותם עם עוד אחד מהחידושים של בולוביץ '- תאים סולאריים שקופים - ליצירת מקור כוח כמעט בלתי נראה כמעט על כל משטח.
"המטרה שלנו היא לדמיין מחדש מהו תא סולארי ולדמיין מחדש את טכנולוגיית השמש שאפשר לפרוס, " אומר בולוביץ '.
המהנדס מעריך שייקח בערך עשור עד שהטכנולוגיה של צוותו תהפוך למיינסטרים.
"כדי לעבור ממבנה זה למבנה גדול יותר, אנו בהחלט יכולים לחזות מה היה צריך להגיע לשם, " הוא אומר. "אין מספר לא ידוע של אלמונים. המשימות שלפניכם צריכות להיות כבושות. "
