Hajlítható napelemeket fejlesztettek ki koreai tudósok

A merev napelemek jól alkalmazhatóak a háztetőkön és naperőművekben, de a szállításuk megkönnyítése érdekében, valamint a járművekbe, telefonokba, beltéri eszközökbe, akár ruházatba történő beépítés során nagyban megkönnyítené a munkát, ha kicsit rugalmasabbak lennének ezek az elemek.

A hajlíthatóságot úgy érik el, hogy valamilyen vékonyfilm-anyagot, általában grafént, volfrám-diszelenidet vagy CIGS-t raknak rugalmas szubsztrátokra, például polimerekre vagy akár papírlapokra. Az eredmény pedig egy olyan anyag lesz, ami nagyjából annyira lesz hajlítható, mint egy kártyalap. De az eddigi próbálkozások során még nem tudták teljesen félbehajtani anélkül, hogy ne tört volna ketté az elem. Más eszközöknél is beszivárgott a félbehajtás igénye, mint ahogy láthatjuk például a Samsung Galaxy Fold telefonoknál, melyeket úgy lehet félbehajtani, akár egy könyvet.

„A pusztán rugalmas elektronikához képest az összecsukható eszközök sokkal durvább deformációknak vannak kitéve ugyanis a behajlási sugarak akár 0,5 mm-esek is lehetnek” – mondta Il Jeon professzor, a tanulmány egyik szerzője.

Ennek a problémának a kezelése érdekében a kutatók egyfalú szén nanocsövekből készített, vezetőképes film elemeket használtak fel, melyeket poliimid szubsztrátumra ágyaztak, majd molibdén-oxiddal adalékoltak, hogy javítsák a vezetőképességét. Végül a kutatók csak egy 7 mikrométer vastag napelemet tudtak elkészíteni, amely mindössze 0,5 mm sugarúra hajtható, viszont több mint 10 000 hajlítást is képes kiállni törés nélkül. Természetesen a napelem funkciójuk is remekül működött emellett, 15,2 százalékos energiaátalakítási hatékonysággal és 80 százalékos összhangban működtek az elemek. 

„A kapott eredmények az eddigi legjobbak, mind a hatékonyság, mind a mechanikai stabilitás szempontjából” – jegyezte meg a professzor.

A cikk szerzője Blősz Dalma