Solarna snaga divlje je u porastu u posljednjem desetljeću ili većem, povećavajući prevalenciju svake godine za oko 40 posto. Trenutno čini oko 1 posto ukupnih svjetskih energetskih izdataka.
Povezani sadržaj
- Koristeći Kirigami, japansku umjetnost rezanja papira, za izgradnju boljih solarnih panela
Ali tehnologija je i dalje skupa. Iako su se i sami solarni paneli smanjili, cijena instalacije i dalje ostaje visoka - do 80 posto troškova nabavke solarnih panela dolazi iz same instalacije, koja uključuje pričvršćivanje teških panela na često nagnute površine poput krovova.
Profesor Vladimir Bulović i njegove kolege s MIT-a Joel Jean i Annie Wang bili su zainteresirani za rješavanje ovih visokih troškova ugradnje i drugih problema kada su krenuli u izradu ultra-lagane solarne ćelije.
"Ako bi se mogla napraviti [solarna ćelija] vrlo lagana, u načelu bi se mogla napraviti vrlo velika solarna ćelija koja bi se mogla odviti na nečijem krovu ili u polju", kaže Bulović. "Tada bi ugradnja mogla biti jednostavna poput spajanja odmotane ploče na krov."
Bulović i njegov tim učinili su prvi korak ka tom cilju. Stvorili su solarnu ćeliju tako svjetlu da doslovno može sjesti iznad mjehurića sapuna bez da je pukne. Debela je samo 2, 3 mikrona ili 1/30 do 1/50 debljine ljudske dlake. Toliko je tanka da bi se u teoriji mogla koristiti na gotovo bilo kojoj površini, čak i na nevjerojatno osjetljivim - balonima, odjećom, papirom i ljudskom kožom.
Tim je znao da će ključ ultra-lagane solarne ćelije biti u zamjeni teške podloge - materijala, obično stakla, na kojem su formirani slojevi solarnih ćelija - lakšim. Oni bi također trebali koristiti proces sobne temperature za stvaranje solarnih ćelija, jer će se postupak visoke temperature koji se koristi za stvaranje konvencionalnih solarnih ćelija rastopiti ili oštetiti svjetlije podloge.
Materijal na koji se tim na kraju sklonio zbog dokaza koncepta bio je parilelen, fleksibilan polimer sličan, ali mnogo tanji od saranskog omota. Radeći iznad staklene ploče, u vakuumsku komoru naložili su vrlo tanki sloj materijala solarnih ćelija na vrh parilena, a zatim ga zapečatili drugim slojem parilena. Potom su ogulili sendvič solarnih ćelija s čaše.
Rezultirajuća ultra-lagana solarna ćelija može proizvesti 6 vata snage po gramu, što je oko 400 puta više nego što je to slučaj sa njenim konvencionalnim uređajem. Novi postupak detaljno je opisan u časopisu Organic Electronics.
Sljedeći korak bit će otkrivanje načina proizvodnje ultra svjetlih solarnih ćelija u većim količinama. Metoda koja se koristi za taloženje materijala solarnih ćelija na supstrat trenutno je prilično spora i trebat će je ubrzati kako bi se učinkovito proizvele veće ultralagane solarne ćelije. Tim će također morati testirati različite podloge na čvrstoću i trajnost.
"Trebali bismo dokazati da može stabilno raditi nekoliko godina, koliko je potrebno za prijenosne aplikacije", kaže Bulović.
Ultra lagane solarne ćelije mogle bi biti korisne u područjima gdje je težina od najveće važnosti, kao što su na letjelicama. Oni bi se mogli koristiti za napajanje običnih kućanskih uređaja - elektronički papir na dodir, touchpad-ove, senzori - bez dodavanja težine i mase. Oni bi se također mogli kombinirati s još jednom Bulovićevom inovacijom - prozirnim solarnim ćelijama - kako bi stvorili gotovo nevidljivi izvor energije na gotovo bilo kojoj površini.
„Cilj nam je ponovno zamisliti što je solarna ćelija i osmisliti na koji se način solarna tehnologija može primijeniti“, kaže Bulović.
Inženjer procjenjuje da će trebati desetak godina prije nego što tehnologija njegovog tima postane mainstream.
"Da bismo od ove strukture prešli na neku veću, sigurno možemo zamisliti što će joj trebati da stignemo tamo", kaže on. "Ne postoji značajan broj nepoznanica. Predstojeći zadaci trebali bi biti osvajači. "
