منبع: riken.jp
فن آوری قابل کوچک شدن حرارت توسعه یافته توسط یک تیم تمام RIKEN می تواند اجازه می دهد سلول های خورشیدی و سنسورهای لمسی به اشیاء که اشکال آنها را به چالش کشیدن به لمینت متصل می شود1.
مطالعات اخیر نشان داده اند که پانل های سلول خورشیدی منحنی نور خورشید را کارآمدتر از پانل های مسطح در روزهای ابری ضبط می کنند. یکی از راه های تولید الکترونیک منحنی با بسترهای لاستیک مانند است، اما سلول های خورشیدی روی چنین بسترهایی معمولاً عملکرد بسیار پایین تری دارند. در مقابل, سلول های خورشیدی ساخته شده بر روی ورق انعطاف پذیر بهره وری بالا, اما می تواند دشوار به سطوح منحنی متصل —یک واقعیت است که هر کسی که سعی کرده است به هدیه پیچیدن توپ فوتبال می تواند گواهی به.
محققان به رهبری تاکائو Someya از مرکز RIKEN برای علوم ماده ظهور متوجه شدند که این مشکل را می توان با استفاده از فیلم های کوچک کننده گرما غلبه کرد، که معمولا برای محصور کردن محصولاتی مانند داروهای بیش از حد ضد استفاده می شود. در حالی که اکثر الکترونیک بیش از حد سفت و سخت و یا شکننده به کوچک کردن فیلم متصل می شود، این تیم متخصص در تولید دستگاه های اولتراتین با خواص منحصر به فرد است.
استیون ریچ پژوهشگر فوق دکترا توضیح می دهد: «وقتی ماده ای نازک تر می شود، انعطاف پذیرتر می شود—به همین دلیل است که می توانیم فویل آلومینیوم را با دست فرو بریم، اما می توانیم از آلومینیوم برای ساخت دوچرخه نیز استفاده کنیم.» "اگر چه ما از مواد سفت و سخت مانند فلزات و پلاستیک استفاده می کنیم، اما آنها سه برابر نازک تر از یک کیسه خواربار هستند و می توانند بدون شکستن بسیار تیز خم شوند."
غنی و سه همکار RIKEN یک ورق پلیمری غیر قابل کشش اما انعطاف پذیر را به یک فیلم کوچک کننده متصل کردند، سپس از میکروسکوپ برای مشاهده ساختار لایه ای در طول مواجهه های مختلف با گرما استفاده کردند. این آزمایش ها نشان داد که با بالا رفتن منطقه دستگاه تا ۷۰٪، ورق های اولتراتین با تشکیل چین و چروک های کوچک، کرنش فشرده سازی را تسکین دادند.
تیم RIKEN با کنترل اندازه این چین و چروک ها و انتخاب موادی که قادر به زنده ماندن هر دو گرما و چین و چروک شدید هستند، دریافتند که می توانند ماژول های فتوولتیک آلی پیش ساخته را بر روی اجسام گرد (شکل ۱) و همچنین ماژول هایی با زوایای تیز و انحنای نامنظم از جمله سنگ های پلاستیکی و عروسک های سنتی داروما ژاپنی کوچک کنند.
اگرچه محققان پیش بینی می کردند که کوچک شدن ممکن است به اجزای فتوولتیک آسیب وارد کند و عملکرد دستگاه را کاهش دهد، اما عکس آن رخ داد. آزمایش ها نشان داد که خواص فوتونیکی ساختارهای چین و چروک ناشی از کوچک شدن، جذب نور را بهبود بخشیده و کارایی های تبدیل قدرت را تا ۱۷٪ بیش از دستگاه های پلانر افزایش می دهد.
این تیم همچنین با استفاده از پیچیدن کوچک به لمینت دسته فنجان چای با سنسور لمسی الکترونیکی شاهکار ظریف است که به عنوان یک مثال از چگونه این فن آوری می تواند به طور گسترده ای اعمال می شود. ریچ می گوید: «ما می توانستیم حسگرها را همراه با نمایشگرها، سیستم های تولید برق، و ترانزیستورها ترکیب کنیم تا رابط های تعاملی ایجاد کنیم.»
