خلايا شمسية مصنوعة من مادة TPU مصبوبة بالحقن

تتمتع الخلايا الشمسية العضوية بإمكانيات هائلة للتطبيقات في نوافذ الطاقة، وأنظمة الطاقة الشمسية المدمجة في المباني، وحتى في المنتجات الإلكترونية القابلة للارتداء. وعلى الرغم من الأبحاث المكثفة التي أُجريت على كفاءة هذه الخلايا الكهروضوئية، إلا أن أداءها الهيكلي لم يُدرس بنفس القدر من الشمولية.

في الآونة الأخيرة، قام فريق من قسم الطباعة الوظيفية والمعدات المدمجة في مركز كاتالونيا للتكنولوجيا بمدينة ماتارو الإسبانية بدراسة هذا الجانب من الخلايا الشمسية العضوية. ويشير الفريق إلى أن الخلايا الشمسية المرنة حساسة للتآكل الميكانيكي وقد تتطلب حماية إضافية، مثل تضمينها في مكونات بلاستيكية.

درسوا إمكانية تضمين الخلايا الكهروضوئية العضوية في القوالب المصبوبة بالحقنمادة TPUتُجرى دراسة الأجزاء ومدى جدوى التصنيع على نطاق واسع. تتم عملية التصنيع بأكملها، بما في ذلك خط إنتاج الملفات الكهروضوئية، في خط معالجة صناعي ضمن ظروف بيئية محددة، باستخدام عملية قولبة بالحقن بنسبة إنتاجية تقارب 90%.

لقد اختاروا استخدام مادة TPU لتشكيل الخلايا الكهروضوئية العضوية نظرًا لانخفاض درجة حرارة معالجتها ومرونتها العالية وتوافقها الواسع مع الركائز الأخرى.

أجرى الفريق اختبارات إجهاد على هذه الوحدات، ووجد أنها تؤدي أداءً جيدًا تحت إجهاد الانحناء. ونظرًا لخصائص المرونة في مادة البولي يوريثين الحراري (TPU)، فإن الوحدة تتعرض للانفصال الطبقي قبل بلوغها أقصى قوة لها.

يقترح الفريق أن مواد حقن البولي يوريثان الحراري (TPU) قد تُسهم مستقبلاً في توفير وحدات كهروضوئية داخل القوالب تتميز ببنية أفضل واستقرار أعلى للمعدات، بل وقد تُضيف إليها وظائف بصرية إضافية. ويعتقدون أن لها إمكانات واعدة في التطبيقات التي تتطلب الجمع بين الأداء الكهروضوئي والهيكلي.