Източник: riken.jp
Термосвиваемата технология, разработена от екип all-RIKEN, би могла да позволи слънчевите клетки и сензорите за докосване да бъдат прикрепени към обекти, чиито форми ги правят предизвикателни за ламинат1.
Последните проучвания показват, че извити соларно-клетъчни панели улавят слънчевата светлина по-ефективно от плоските в облачните дни. Един от начините за производство на извита електроника е с гумени подобни субстрати, но слънчевите клетки на такива субстрати обикновено имат много по-ниска производителност. За разлика от това, слънчевите клетки, изфабрикувани върху гъвкави листове, имат висока ефективност, но могат да бъдат трудни за прикрепване към извити повърхности – факт, за който всеки, който се е опитал да подари, обвие футболна топка, може да удостовери.
Изследователи, водени от Такао Someya на RIKEN Център за emergent материя наука осъзна, че този проблем може да бъде преодолян с помощта на термосвиваеми филми, които обикновено се използват за капсулира продукти като лекарства без рецепта. Докато повечето електроника са твърде твърди или крехки, за да бъдат прикрепени към свиваем филм, екипът е специализиран в производството на ултратънки устройства с уникални свойства.
"Когато даден материал стане по-тънък, той става по-гъвкав — затова можем да смачкаме алуминиевото фолио на ръка, но също така можем да използваме алуминий, за да направим велосипеди", обяснява следдокторалният изследовател Стивън Рич. "Въпреки че използваме твърди материали като метали и пластмаси, те са три пъти по-тънки от чанта за хранителни стоки и могат да се огъват много рязко, без да се чупят."
Богати и трима колеги от RIKEN прикрепиха неразтягащ се, но гъвкав полимерен лист към свиваем филм, след което използваха микроскопия, за да наблюдават слоестата структура по време на различни експозиции на топлина. Тези тестове разкриха, че тъй като площта на устройството се сви с до 70%, ултратиновите листове облекчиха щама на компресията, като образуваха малки бръчки и гънки.
Чрез контролиране размера на тези бръчки и избор на материали, способни да оцелеят както топлина, така и тежко бръчкане, Екипът на RIKEN откри, че могат да свият сглобяеми органични фотоволтаични модули върху кръгли предмети (фиг. 1), както и такива с остри ъгли и неправилни кривини, включително пластмасови скали и традиционни японски кукли Дарума.
Въпреки че изследователите са очаквали, че свиването може да повреди фотоволтаичните компоненти и да намали производителността на устройството, е настъпило обратното. Експериментите сочат, че фотонните свойства на структурите на бръчките, предизвикани от свиване, подобряват абсорбцията на светлината, повишавайки коефициента на преобразуване на мощността с до 17% над планарните устройства.
Екипът също така използва свито обтичане, за да ламинира дръжката на чаена чаша с електронен сензор за докосване – деликатен подвиг, който служи като пример за това как тази технология би могла да бъде широко приложена. "Бихме могли да включим сензори заедно с дисплеи, системи за производство на енергия и транзистори, за да създадем интерактивни интерфейси", казва Рич.
