21 กันยายน 2560

โซล่าเซลล์ ยืดหด กันน้ำ และสวมใส่ได้

        โซล่าเซลล์ที่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบหลักสามารถกันน้ำและยืดตัวได้ สักวันหนึ่งจะถูกเย็บเป็นเสื้อผ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่ซักได้ นักวิจัยที่ญี่ปุ่นบรรยายถึงการสร้างและทดสอบเซลล์เหล่านี้ในวารสาร Nature Energy

        กลุ่มนักวิจัยที่นำโดย Takao Someya จาก RIKEN Center for Emergent Matter Science ในไซตามะประเทศญี่ปุ่นกล่าวว่าเซลล์ดังกล่าวสามารถนำมาใช้ตรวจวัดสุขภาพ โดยการถักทอเป็นเสื้อผ้าของผู้ป่วยเพื่อวิเคราะห์ภาวะหัวใจเต้นผิดปกติ วัดอุณหภูมิของร่างกาย และช่วยเตือนภัยล่วงหน้าก่อนจะเกิดปัญหาทางการแพทย์ได้

        อุปกรณ์สวมใส่ต้องการแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องขนาดหลาย milliwatts หรือมากกว่านั้นเพื่อที่จะรวบรวมข้อมูลอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแหล่งพลังงานดังกล่าวจะถูกนำมาทอให้เป็นสิ่งทอที่สวมใส่ได้เพื่อเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานรูปแบบอื่นๆจากสิ่งแวดล้อม Someya และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าว

        สิ่งทอที่เก็บเกี่ยวพลังงานไม่ควรมีแค่การเก็บรวบรวมพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและยืดตัวได้ แต่ควรมีเสถียรภาพทั้งในอากาศและน้ำ อย่างไรก็ตามการบรรลุคุณสมบัติทั้งสามอย่างนี้ในเวลาเดียวกันยังคงเป็นเรื่องยากเพราะวัสดุยืดพิเศษที่ใช้ในการเก็บเกี่ยวพลังงานที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการมักจะซึมผ่านได้ ดังนั้นพวกมันสามารถถูกทำลายโดยออกซิเจนไอน้ำและของเหลวน้ำ นักวิจัยกล่าว

        ขณะนี้ Someya และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาโซล่าเซลล์ที่มีสารอินทรีย์เป็นส่วนประกอบหลักที่ยืดหยุ่น ซึ่งมีประสิทธิภาพในการแปลงเป็นพลังงานสูง 7.9 % ผลิตไฟฟ้าได้ 7.86 มิลลิโวลต์ต่อตารางเซนติเมตรเมื่ออยู่ภายใต้แสงแดดที่จำลองไว้ที่ 100 มิลลิลิตรต่อตารางเซนติเมตร ประสิทธิภาพจะลดลง 5.4 เปอร์เซ็นต์หลังจากที่เซลล์ถูกแช่อยู่ในน้ำเป็นเวลาสองชั่วโมง นอกจากนี้ประสิทธิภาพของเซลล์ยังคงอยู่ที่ 80 % ของค่าเดิมหลังจากการซักผ้าโดยบีบอัดประมาณครึ่งหนึ่งของขนาดและปล่อยน้ำเป็นเวลา 100 นาที  20 รอบ

        เซลล์ทำจากวัสดุที่เรียกว่า PNTz4T ซึ่งนักวิจัยได้พัฒนาขึ้นในงานก่อนหน้านี้ พวกเขาเคลือบทั้งสองด้านด้วย parylene ที่มีความหนา 1 ไมครอน ทำหน้าที่กั้นสิ่งกีดขวางออกซิเจนไอน้ำและของเหลว ซึ่ง Stack ที่หนาประมาณ 3 ไมครอนนี้ถูกวางซ้อนกันระหว่างวัสดุยืดหยุ่นอะคริลิก 2 ชิ้นที่มีความหนา 500 ไมครอนเพื่อป้องกันน้ำ