Solenergi har vokst sterkt i popularitet det siste tiåret eller så, og økte i utbredelse med rundt 40 prosent hvert år. Det utgjør for øyeblikket omtrent 1 prosent av verdens totale energiutgifter.
Relatert innhold
- Bruke Kirigami, den japanske kunst for papirskjæring, for å bygge bedre solcellepaneler
Men teknologien er fortsatt dyr. Selv om solcellepaneler i seg selv har sunket i pris, forblir kostnadene for installasjon høye - opptil 80 prosent av kostnadene for å få solcellepaneler kommer fra selve installasjonen, som innebærer å sikre tunge paneler til ofte skrånende overflater som tak.
Professor Vladimir Bulović og MIT-kollegene Joel Jean og Annie Wang var interessert i å håndtere denne høye installasjonskostnaden og andre problemer da de satte seg for å lage en ultralett solcelle.
"Hvis man kunne gjøre [en solcelle] veldig lett, kan man i prinsippet lage en veldig stor solcelle som kunne rulles på noens tak eller i et felt, " sier Bulović. "Da kan installasjonen være så enkel som å stifte det urullede panelet til taket."
Bulović og teamet hans har tatt det første skrittet mot dette målet. De har laget en solcelle så lett at den bokstavelig talt kan sitte på toppen av en såpeboble uten å sprengte den. Det er bare 2, 3 mikron tykt, eller 1/30 til 1 / 50th tykkelsen på et menneskehår. Den er så tynn at den i teorien kan brukes på nesten hvilken som helst overflate, til og med utrolig delikate flater - ballonger, klær, papir og menneskeskinn.
Teamet visste at nøkkelen til den ultralette solcellen ville være å erstatte et tungt underlag - materialet, vanligvis glass, som solcellagene er dannet på - med et lettere. De må også bruke en romtemperaturprosess for å lage solcellene, da prosessen med høy temperatur som brukes til å lage konvensjonelle solceller vil smelte eller skade lettere underlag.
Materialet teamet til slutt slo seg ned for av hensyn til beviset for konseptet, var parylene, en fleksibel polymer som ligner på, men mye tynnere enn Saran wrap. Arbeidende på en plate av glass, satte de et veldig tynt lag med solcellemateriale oppå parylen i et vakuumkammer, og forseglet det deretter med et annet lag med parylen. De skrellte deretter solcelle-sandwich fra glasset.
Den resulterende ultralette solcellen kan generere 6 watt strøm per gram, omtrent 400 ganger mer enn dens konvensjonelle motpart. Den nye prosessen er detaljert i tidsskriftet Organic Electronics.
Neste trinn vil være å finne ut hvordan man produserer de ultralette solcellene i større mengder. Metoden som brukes for å avsette solcelle-materialet på underlaget er for tiden ganske treg, og vil trenge å bli skyndet for å produsere større ultralette solceller. Teamet vil også ha behov for å teste forskjellige underlag for styrke og holdbarhet.
"Vi bør bevise at den kan fungere i noen få år, etter behov for bærbare applikasjoner, " sier Bulović.
De ultralette solcellene kan være nyttige i områder der vekten er av største betydning, for eksempel på romferger. De kan brukes til å drive vanlige husholdningsapparater - elektronisk berøringspapir, berøringsputer, sensorer - uten å legge vekt og masse. De kan også potensielt kombineres med en annen av Bulovićs nyvinninger - transparente solceller - for å skape en nesten usynlig kraftkilde på nesten hvilken som helst overflate.
"Målet vårt er å gjenkjenne hva en solcelle er og omgjøre hva solteknologi kan brukes som, " sier Bulović.
Ingeniøren anslår det vil ta omtrent et tiår før teamets teknologi blir mainstream.
"For å gå fra denne strukturen til en større, kan vi absolutt se for oss hva som vil trenge for å komme dit, " sier han. ”Det er ikke et betydelig antall ukjente. Oppgavene foran skal være erobrebare. ”
