Vir: riken.jp
Toplotno skrčljiva tehnologija, ki jo je razvila ekipa all-RIKEN, bi lahko omogočila pritrditev sončnih celic in senzorjev na dotik na predmete, katerih oblike jih naredijo zahtevne za laminat1.
Nedavne študije so pokazale, da ukrivljene sončne celice ujamejo sončno svetlobo učinkovitejše od ravnih v oblačnem času. Eden od načinov za izdelavo ukrivljene elektronike je z gumijastimi substrati, vendar imajo sončne celice na takšnih substratih običajno precej nižje zmogljivosti. Nasprotno pa imajo sončne celice, izdelane na prilagodljivih listov, visoko učinkovitost, vendar jih je težko priložiti na ukrivljene površine – dejstvo, da lahko vsak, ki je poskušal obdariti zavijanje nogometne žoge, to lahko potrjuje.
Raziskovalci, ki jih vodi Takao Someya iz RIKEN Center for Emergent Matter Science, so ugotovili, da je ta problem mogoče premagati z uporabo toplotno zniževanje filmov, ki se običajno uporabljajo za enkapsuliranje izdelkov, kot so zdravila, ki se uporabljajo za over-the-counter. Medtem ko je večina elektronike preveč toga ali krhka, da bi jo lahko pritrdili na skrčenje filma, je ekipa specializirana za proizvodnjo ultratin naprav z edinstvenimi lastnostmi.
"Ko material postane tanek, postane bolj fleksibilen – zato lahko ročno zmečkamo aluminijasto folijo, lahko pa tudi z aluminijem izpeljemo kolesa," pojasnjuje postdoktoralni raziskovalec Steven Rich. "Čeprav uporabljamo toge materiale, kot so kovine in plastika, so trikrat tanjše od vrečke za živila in se lahko zelo ostro upognejo brez zloma."
Bogati in trije kolegi RIKEN so na skrčenje folije pritrdili ne-raztegljiv, a fleksibilen polimerni list, nato pa so z mikroskopi opazovali plasteno strukturo med različnimi izpostavljenostmi vročini. Ti testi so razkrili, da so, ko se je območje naprave skrčilo za do 70 %, ultratinske liste lajšale sev stiskanja z oblikovanjem drobnih gub in nagibov.
Z nadzorom velikosti teh gub in izbiro materialov, ki so sposobni preživeti tako toploto kot hudo gubanje, je ekipa RIKEN ugotovila, da lahko skrči montažne organske fotonapetostne module na okrogle predmete (sl. 1) kot tudi na one z ostrimi koti in nepravilnimi ukrivljenostmi, vključno s plastičnimi kamninami in tradicionalnimi japonskimi lutkami Daruma.
Čeprav so raziskovalci predvidevali, da bi krčenje lahko poškodovalo fotonapetostne komponente in zmanjšalo učinkovitost naprave, je prišlo do nasprotnega. Poskusi so kazali, da so fotonske lastnosti struktur gub, ki jih povzročijo krčenje, izboljšale absorpcijo svetlobe, kar je povečalo učinkovitost pretvorbe moči za do 17 % nad planarnim napravami.
Ekipa je uporabila tudi krčenje ovoja za laminiranje ročaja čaja z elektronskim senzorjem na dotik – občutljiv podvižej, ki služi kot primer, kako je mogoče široko uporabljati to tehnologijo. "Za ustvarjanje interaktivnih vmesnikov bi lahko vključili senzorje skupaj z zasloni, sistemi za proizvodnjo energije in transistorsi," pravi Rich.
