تتمتع الخلايا الشمسية العضوية (OPVs) بإمكانيات هائلة للتطبيق في نوافذ الطاقة، والأنظمة الكهروضوئية المتكاملة في المباني، وحتى في المنتجات الإلكترونية القابلة للارتداء. على الرغم من الأبحاث المكثفة حول الكفاءة الكهروضوئية للخلايا الكهروضوئية العضوية، إلا أن أدائها الهيكلي لم يُدرس بعدُ على نطاق واسع.
مؤخرًا، قام فريق من قسم الطباعة الوظيفية والمعدات المدمجة في مركز كتالونيا للتكنولوجيا في ماتارو، إسبانيا، بدراسة هذا الجانب من الخلايا الشمسية المرنة. ويشير الفريق إلى أن الخلايا الشمسية المرنة حساسة للتآكل الميكانيكي وقد تتطلب حماية إضافية، مثل تضمينها في مكونات بلاستيكية.
لقد درسوا إمكانية تضمين OPVs في قوالب الحقنتي بي يوالأجزاء، وما إذا كان التصنيع على نطاق واسع ممكنًا. تُجرى عملية التصنيع بأكملها، بما في ذلك خط إنتاج لفائف الطاقة الكهروضوئية، في خط معالجة صناعي في ظل ظروف بيئية، باستخدام عملية قولبة بالحقن بنسبة إنتاج تبلغ حوالي 90%.
لقد اختاروا استخدام TPU لتشكيل OPV بسبب درجة حرارة المعالجة المنخفضة والمرونة العالية والتوافق الواسع مع الركائز الأخرى.
أجرى الفريق اختبارات إجهاد على هذه الوحدات، ووجد أنها تعمل بشكل جيد تحت ضغط الانحناء. وتعني خصائص المرونة للبولي يوريثين الحراري أن الوحدة تتعرض للانفصال قبل أن تصل إلى أقصى قوة لها.
يقترح الفريق أنه في المستقبل، يمكن لمواد TPU المصبوبة بالحقن أن توفر وحدات كهروضوئية مصبوبة داخل القالب ذات بنية واستقرار أفضل للمعدات، وقد توفر أيضًا وظائف بصرية إضافية. ويعتقدون أن لهذه المواد إمكانات في التطبيقات التي تتطلب الجمع بين الإلكترونيات البصرية والأداء الهيكلي.
وقت النشر: ١٣ نوفمبر ٢٠٢٣