أبحاث الخلايا الشمسية المرنة
{{لا صندوق معلومات}}
{{يتيمة|تاريخ=فبراير 2017}}

'''أبحاث الخلايا الشمسية المرنة''' {{إنج|Flexible solar cell research}} هي تقنية على مستوى الأبحاث، ومثال على ذلك تم الإنشاء في [[معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا]] مصنع [[خلية شمسية|الخلايا الشمسية]] وذلك عن طريق إيداع المواد الضوئية على ركائز مرنة، مثل ورقة عادية باستخدام تقنية [[ترسيب كيميائي للبخار|ترسيب الأبخرة الكيميائية]].<ref name=green-buildings>{{استشهاد ويب|مسار=http://www.green-buildings.com/content/782022-flexible-solar-panels-printing-photovoltaic-cells-paper|عنوان=Flexible Solar Panels: Printing Photovoltaic Cells on Paper|ناشر=green-buildings.com|تاريخ الوصول=2011-09-09| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20150331212607/http://www.green-buildings.com/content/782022-flexible-solar-panels-printing-photovoltaic-cells-paper | تاريخ أرشيف = 31 مارس 2015 | وصلة مكسورة = yes }}</ref> تم تطوير هذه التقنية من قبل مجموعة من الباحثين من [[معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا]] و بدعم من [[مؤسسة العلوم الوطنية|مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية]] و تحالف "Eni-MIT" لبرنامج آفاق للطاقة الشمسية.

== الخصائص ==

تودع مواد [[خلية شمسية|الخلايا الشمسية]] العضوية في خمس طبقات على ركائز ورقة عادية في غرفة فارغة. يتم ذلك عن طريق طلاء امتثالي لأقطاب البوليمر الموصلة مع بخار الأكسدة الكيميائية، وهي عملية تعرف باسم [[ترسيب كيميائي للبخار|ترسيب الأبخرة الكيميائية]]. هذه الألواح الشمسية هي قادرة على إنتاج طاقة تزيد عن ال 50 فولت، والتي بدورها يمكن أن تشغل الأجهزة الكهربائية في ظروف الإضاءة العادية. وأظهرت الخلايا الشمسية أيضا أنها من الممكن ان تكون مرنة.<ref name=wiley>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير1=Barr|الأول1=Miles C.|الأخير2=Rowehl|الأول2=Jill A.|الأخير3=Lunt|الأول3=Richard R.|الأخير4=Xu|الأول4=Jingjing|الأخير5=Wang|الأول5=Annie|الأخير6= Boyce|الأول6=Christopher M.|الأخير7=Gap Im|الأول7=Sung|الأخير8=Bulović|الأول8=Vladimir|الأخير9=Gleason|الأول9=Karen K. |تاريخ=16 اغسطس 2011 |عنوان=Direct Monolithic Integration of Organic Photovoltaic Circuits on Unmodified Paper|صحيفة=Advanced Materials|المجلد=23|العدد=31|صفحات=3500–3505|doi=10.1002/adma.201101263|ناشر=[[وايلي (ناشر)|جون وايلي وأولاده]]}}</ref> الشبكة الموصلة للخلايا الشمسية هي مماثلة للمطبوعة النافثة للحبر مع مستطيلات منقوشة. عندما يؤدي إرفاقها إلى الركيزة الكهربائية، فإنها تظهر لتشغيل الأجهزة الكهربائية. و تزعم تكلفة «الطباعة» (كما يصف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عليه) لتكون مشابهة لتلك الطباعة باستخدام النافثة للحبر.<ref name=mitnews>{{استشهاد ويب|مسار=https://news.mit.edu/2011/printable-solar-cells-0711|عنوان=While you’re up, print me a solar cell - New MIT-developed materials make it possible to produce photovoltaic cells on paper or fabric, "nearly as simply" as printing a document.|ناشر=[[معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا]]|تاريخ الوصول=2011-09-09| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140223113628/http://web.mit.edu:80/newsoffice/2011/printable-solar-cells-0711.html | تاريخ أرشيف = 23 فبراير 2014 }}</ref> تستخدم هذه التكنولوجيا درجات حرارة أقل من 120 درجة مئوية لترسيب البخار، مما يجعلها سهلة للتصنيع على الورقة العادية.<ref name="mitnews"/> تعتبر الكفاءة الحالية للوحة تقترب من 1٪، والتي يأمل الباحثين أن تتحسن في المستقبل القريب.<ref name="mitnews"/>

== الإختبارات ==

تم اختبار الدائرة أيضا من خلال إيداع المواد الضوئية على ركيزه البولي اثيلين (PET). طويت ورقة [[متعدد الإيثيلين|البولي ايثيلين]] PET و كشفت 1000 مرة ولم يلاحظ أي تدهور علني في الأداء، في حين أن المواد الضوئية المشتركة التي قد تم ترسيبها على البولي ايثيلين PET تدهورت مع أول طية واحدة. تم تمرير الخلايا الشمسية أيضا من خلال طابعة ليزر لإثبات الأداء المتواصل بعد تعرضها نوعا ما لارتفاع درجات الحرارة ولا يزال يحتفظ بخصائصه بعد هذه العملية.<ref name="mitnews"/>

== المميزات ==

في الألواح الشمسية التقليدية، تعتبر الهياكل الداعمة للوحه مثل (الزجاج على سبيل المثال) معظمها يكون ضعف التكلفة كالمواد الضوئية المصنعة عليها. كما أن الورق يكلف ما يقارب من ألف ضعف تكلفة الزجاج، والخلايا الشمسية التي تستخدم عمليات الطباعة يمكن أن تكون أرخص بكثير من الألواح الشمسية التقليدية.<ref name="mitnews"/> أيضا الوسائل الأخرى التي تشمل طلاء الاوراق مع المواد التي تشمل أول طلاء للورقة مع مادة ناعمة لمكافحة التحرك الصعب لحجم [[جزيء|الجزيئات]] على الورق. و لكن في هذه الطريقة، المواد الضوئية يمكن أن تطلى مباشرة على ورقة غير معالجة.<ref name="mitnews"/>

== التطبيقات ==

إذا كانت هذه [[خلية شمسية|الخلايا الشمسية]] يمكن أن تحقق النضج التكنولوجي الكافي، فإنها يمكن أن تستخدم ورق الحائط وظلال النافذة لإنتاج الكهرباء من إضاءة الغرفة. كما يمكن تصنيعها على الملابس، والتي يمكن بدورها أن تستخدم لشحن الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل [[هاتف محمول|الهواتف المحمولة]] و مشغلات الوسائط.<ref name="green-buildings"/>

وحدات الطاقة الشمسية المرنة يمكن استخدامها على الأسطح المنحنية، أو على أسطح المباني حيث أنه من غير المنطقي تثبيت نظام تصاعد الحامل.

== العيوب ==

من أجل أن تستمر أكثر من 20 سنه في الخارج (الهواء الطلق) و تعرضها للعناصر، مثل الخلايا الشمسية يجب أن تنتهي بالورقة الأمامية من الفلورو بوليمر المقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو الأوليفين الحراري بدلا من الزجاج المستخدم في الخلايا الشمسية التقليدية، والتي تعتبر غير مكلفة نسبيا. الخلايا الشمسية يجب أن تكون مقاومة للمياه والأكسجين حيث لا يمكن أن يدخلا ويدمرا الخلايا عن طريق التدهور [[أكسدة واختزال|التأكسدي]].

== انظر أيضًا ==

* [[رقاقة خلية شمسية]]
* الخلايا الشمسية العضوية
* الخلايا الكهروضوئية الخالية من الشمس
* استقطاب الخلايا الكهروضوئية العضوية

== وصلات خارجية ==

* {{يوتيوب|id=21O0tBe-Alk|title=Dynamic folding of a paper solar cell circuit}}


== مراجع ==
{{مراجع}}
{{شريط بوابات|طاقة متجددة|كهرومغناطيسية|طاقة}}

[[تصنيف:خلايا شمسية]]
[[تصنيف:طاقة شمسية]]
أبحاث الخلايا الشمسية المرنة  هي تقنية على مستوى الأبحاث، ومثال على ذلك تم الإنشاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مصنع الخلايا الشمسية وذلك عن طريق إيداع المواد الضوئية على ركائز مرنة، مثل ورقة عادية باستخدام تقنية ترسيب الأبخرة الكيميائية. تم تطوير هذه التقنية من قبل مجموعة من الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية و تحالف "Eni-MIT" لبرنامج آفاق للطاقة الشمسية.

 الخصائص 

تودع مواد الخلايا الشمسية العضوية في خمس طبقات على ركائز ورقة عادية في غرفة فارغة. يتم ذلك عن طريق طلاء امتثالي لأقطاب البوليمر الموصلة مع بخار الأكسدة الكيميائية، وهي عملية تعرف باسم ترسيب الأبخرة الكيميائية. هذه الألواح الشمسية هي قادرة على إنتاج طاقة تزيد عن ال 50 فولت، والتي بدورها يمكن أن تشغل الأجهزة الكهربائية في ظروف الإضاءة العادية. وأظهرت الخلايا الشمسية أيضا أنها من الممكن ان تكون مرنة. الشبكة الموصلة للخلايا الشمسية هي مماثلة للمطبوعة النافثة للحبر مع مستطيلات منقوشة. عندما يؤدي إرفاقها إلى الركيزة الكهربائية، فإنها تظهر لتشغيل الأجهزة الكهربائية. و تزعم تكلفة «الطباعة» (كما يصف معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عليه) لتكون مشابهة لتلك الطباعة باستخدام النافثة للحبر. تستخدم هذه التكنولوجيا درجات حرارة أقل من 120 درجة مئوية لترسيب البخار، مما يجعلها سهلة للتصنيع على الورقة العادية. تعتبر الكفاءة الحالية للوحة تقترب من 1٪، والتي يأمل الباحثين أن تتحسن في المستقبل القريب.

 الإختبارات 

تم اختبار الدائرة أيضا من خلال إيداع المواد الضوئية على ركيزه البولي اثيلين (PET). طويت ورقة البولي ايثيلين PET و كشفت 1000 مرة ولم يلاحظ أي تدهور علني في الأداء، في حين أن المواد الضوئية المشتركة التي قد تم ترسيبها على البولي ايثيلين PET تدهورت مع أول طية واحدة. تم تمرير الخلايا الشمسية أيضا من خلال طابعة ليزر لإثبات الأداء المتواصل بعد تعرضها نوعا ما لارتفاع درجات الحرارة ولا يزال يحتفظ بخصائصه بعد هذه العملية.

 المميزات 

في الألواح الشمسية التقليدية، تعتبر الهياكل الداعمة للوحه مثل (الزجاج على سبيل المثال) معظمها يكون ضعف التكلفة كالمواد الضوئية المصنعة عليها. كما أن الورق يكلف ما يقارب من ألف ضعف تكلفة الزجاج، والخلايا الشمسية التي تستخدم عمليات الطباعة يمكن أن تكون أرخص بكثير من الألواح الشمسية التقليدية. أيضا الوسائل الأخرى التي تشمل طلاء الاوراق مع المواد التي تشمل أول طلاء للورقة مع مادة ناعمة لمكافحة التحرك الصعب لحجم الجزيئات على الورق. و لكن في هذه الطريقة، المواد الضوئية يمكن أن تطلى مباشرة على ورقة غير معالجة.

 التطبيقات 

إذا كانت هذه الخلايا الشمسية يمكن أن تحقق النضج التكنولوجي الكافي، فإنها يمكن أن تستخدم ورق الحائط وظلال النافذة لإنتاج الكهرباء من إضاءة الغرفة. كما يمكن تصنيعها على الملابس، والتي يمكن بدورها أن تستخدم لشحن الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة و مشغلات الوسائط.

وحدات الطاقة الشمسية المرنة يمكن استخدامها على الأسطح المنحنية، أو على أسطح المباني حيث أنه من غير المنطقي تثبيت نظام تصاعد الحامل.

 العيوب 

من أجل أن تستمر أكثر من 20 سنه في الخارج (الهواء الطلق) و تعرضها للعناصر، مثل الخلايا الشمسية يجب أن تنتهي بالورقة الأمامية من الفلورو بوليمر المقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو الأوليفين الحراري بدلا من الزجاج المستخدم في الخلايا الشمسية التقليدية، والتي تعتبر غير مكلفة نسبيا. الخلايا الشمسية يجب أن تكون مقاومة للمياه والأكسجين حيث لا يمكن أن يدخلا ويدمرا الخلايا عن طريق التدهور التأكسدي.

 انظر أيضًا 

 رقاقة خلية شمسية
 الخلايا الشمسية العضوية
 الخلايا الكهروضوئية الخالية من الشمس
 استقطاب الخلايا الكهروضوئية العضوية

 وصلات خارجية 

 

 مراجع 

تصنيف:خلايا شمسية
تصنيف:طاقة شمسية