بهره گیری از فیلم‌های نازک و رسانای پلیمری برای ساخت بهتر صفحات خورشیدی

اخبار پلیمری
Print Friendly

ساخت فیلم پلیمری رسانایی که می‌تواند ضمن ارائه‌ی رسانش الکتریکی مناسب شفافیت بسیار خوبی را هم برای کاربرد در ابزارهای الکتریکی فراهم آورد، می‌تواند از جنبه‌های مختلف اهمیت داشته باشد. به همین دلیل از فیلم‌های نازک و رسانای پلمیری برای ساخت بهتر صفحات خورشیدی استفاده می‌شود.

transparent-conductive2

به گزارش مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت)، داستان بهبود صفحات خورشیدی تمامی ندارد و می‌توان انتظار داشت که به زودی غول سیاه نفت بازی را به روشنایی خورشید ببازد (در این بین وضعیت آینده اقتصادی کشورهای نفتی بسیار جای تامل دارد). پژوهشگران این بار در دانشگاه کره با همکاری همتای شیکاگویی خود یعنی دانشگاه ایلینویز موفق به تولید ماده‌ای شدند که بسیاری از خواص مورد نیاز برای کاربرد در صفحات خورشیدی را یکجا دارد؛ رسانش الکتریکی بالا، انعطاف پذیری و کشش پذیری مناسب و البته مهم تر از همه شفافیت عالی که همگی تضمین کننده‌ی عملکرد مناسب سلول خورشیدی خواهند بود. این فیلم می‌تواند منجر به ساخت ابزارهای جدید و کاراتری از جمله صفحات خورشیدی، پنجره‌های هوشمند خود گرم‌شو، نمایشگرهای منعطف و البته سطوح خود خنک شونده‌ی با بازدهی بالا شود.

مهم ترین ویژگی این فیلم پلیمری همراه داشتن دو ویژگی بسیار مهم رسانش الکتریکی و شفافیت مناسب است که در اکثر موارد به صورت الاکلنگی با افزودن بر یکی دیگری کاهش پیدا می‌کند در حالیکه در این ماده این روند به طرز بسیار عالی کنترل شده است. برای غلبه بر این مشکل پژوهشگران شبکه‌ی در هم پیچیده‌ای از الیاف مس بسیار رسانا را درون فیلم پدید آورده‌اند که ضمن دارا بودن رسانش مناسب به دلیل وجود حفرات با ابعاد مناسب بین تارهای شبکه، نور را هم به طرز مطلوبی از میان خود عبور می‌دهند.

این پژوهشگران برای ساخت این فیلم ابتدا پلیمری از جنس پلی آکریلونیتریل با الیاف بسیار نازک را با استفاده از غلظت پایینی از فلز پوشش می‌دهند سپس لایه‌ای دیگر از الیاف نازک پلیمری را بر روی آن قرار داده و مجدد آن را با لایه‌ای از الیاف نازک مسی می‌پوشانند.

transparent-conductive

نتیجه‌ی این فرایند، گره خوردگی بسیار بالا در الیاف مسی است که موجب ایجاد اتصالات کافی جهت دستیابی به رسانش الکتریکی مناسب می‌شود، در حالیکه فاصله‌ی مناسب بین الیاف جهت دستیابی به شفافیت ۹۲ درصدی وجود دارد.

چنین ماده‌ای با توجه به خواص خود می‌تواند در کاربردهایی که نیاز به الکترودهای رسانای شفاف دارند بسیار کاربردی باشد. ماده‌ای که هم اکنون به شکل انبوه در صنعت به کار می‌رود آلیاژ ایندیم-اکسید قلع است. این آلیاژ شکننده است و به دلیل استفاده از ایندیم – که ممکن است به زودی منابع آن نایاب شود- قیمت نسبتا بالایی نیز دارد.

ماده‌ی ساخته شده از نانوالیاف مسی اما داستان متفاوتی دارد و ضمن داشتن خواص مکانیکی بسیار عالی توانسته رکوردهای رسانش-شفافیت دنیا را هم دستخوش تغییر کند. به گفته‌ی این محققان این ماده می‌تواند تا ۵۸۰ درصد کشش بیاید و همچنان تا یک پنجم رسانش الکتریکی خود را نیز حفظ کند، همچنین می‌توان آن را تا شعاع ۵ میلی متر برای ۱۰۰۰ بار متوالی خم کرد بدون اینکه تغییر قابل مشاهده‌ای در بازده الکتریکی آن به وجود بیاید.

به گفته‌ی پژوهشگران این ماده که طی فرایند الکتروریسی و آبکاری الکتریکی که به صورت معمول در بسیاری صنایع دیگر به کار می‌روند تولید می‌شود. در نتیجه‌ی انتخاب این فرایند و مواد نه چندان پیچیده قیمت تمام شده‌ی فیلم نهایی نیز بالا نیست و با توجه به فراوانی مواد اولیه‌ی مورد استفاده برای تولید آن مشکلی هم از نظر کمبود مواد اولیه یا افزایش قیمت آن‌ها نیز وجود نخواهد داشت.

گذشته از کاربردهایی که پیشتر برای این ماده بیان شد می‌توان از آن برای ساخت مواد دفع گرما با ضریب انتقال حرارت بالا و بازده عالی بهره برد. جزییات این پژوهش در نشریه‌ی علمی Advanced Materials به چاپ رسیده است.

منبع: zoomit

1
telegram.png

نظر بگذارید