خلايا شمسية جديدة مطبوعة بالحبر النفّاث تمكنك من تحويل صورك إلى مصادر للكهرباء

يتم الاعتماد في صناعة الخلايا الشمسية بشكل متزايد على مواد جديدة وأقل تكلفة، تمتلك العديد من الخصائص، وتتم صناعتها بطرق مختلفة عديدة، ما يسمح بابتكار أنواع مختلفة عديدة من الخلايا الشمسية. حتى تلك التي يمكن طباعتها تم ابتكارها أيضاً، اعتماداً على خلايا شمسية عضوية، والخلايا الشمسية المستثارة بالصباغ.

إن الأمر نفسه هذه المرة. فقد نجح علماء من جامعة آلتو، ممن ينشدون الذهاب بالتكنولوجيا إلى أبعد ما يمكن، في ابتكار خلايا شمسية يمكن طباعتها بالحبر النفّاث كما تتم طباعة الصور والنصوص بأحبار الطباعة التقليدية. يمكن لمادة كهذه أن تكون المفتاح في صناعة أجهزة كهربائية منخفضة الطاقة، كاللافتات المضاءة، وشاشات العرض، التي يمكن لضوئها الصادر عنها بالفعل أن يشغلها، ما يلغي الحاجة إلى مصدر آخر للكهرباء.

كلما اشتد السواد، كلما كان ذلك أفضل

يمتص الحبر العادي الضوء الذي يضربه ويشع حرارة في المقابل. أما الحبر الفولتضوئي (الكهرضوئي)، فيمتص الضوء ويحول بعضاً من تلك الطاقة إلى كهرباء. وقد أكدت أبحاث سابقة أنه كلما ازدادت قتامة الحبر، كلما ازدادت كمية الطاقة التي يمتصها، وبالتالي ازدادت كمية الكهرباء التي يمكنه إنتاجها (في الواقع، تبرر هذه المعلومة جزئياً لماذا أحداق عيوننا حالكة السواد).

إلى جانب الطباعة النافثة للحبر، يمكن طباعة الصباغ الفولتضوئي وفق الشكل الذي يحدده ملف الصورة الذي اختاره المستخدم. ولتعظيم مستوى امتصاص الطاقة والخرج الناتج، يمكن ضبط مستويات القتامة والشفافية للأجزاء المختلفة من الصورة بدقة.

عند اختبارها، أثبتت الخلايا الشمسية المطبوعة بالحبر النفّاث أنها تضاهي الخلايا الشمسية التقليدية من حيث الكفاءة والديمومة. فقد حققت 1,000 ساعة من الضوء المستمر والإجهاد الحراري، دون أي خسارة في الأداء.

ما ثبت أنه يشكل تحدياً حقيقياً، هو تحديد المذيبات الأكثر ملاءمة للصباغ، وقيم معاملات النفث المناسبة التي تحافظ على جودة الطباعة الدقيقة والمنتظمة. وقد أتت فكرة الصباغ والكهرل (وسط ناقل للكهرباء: مادة تحتوي على أيونات حرة) من مجموعة البحث في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان. حيث نشرت الدراسة في مجلة الطاقةوالعلوم البيئية.