{"id":99776,"date":"2024-06-04T13:01:23","date_gmt":"2024-06-04T11:01:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=99776"},"modified":"2024-06-20T09:21:43","modified_gmt":"2024-06-20T07:21:43","slug":"eine-solarzelle-die-man-biegen-und-in-wasser-eintauchen-kann","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/eine-solarzelle-die-man-biegen-und-in-wasser-eintauchen-kann\/","title":{"rendered":"Eine Solarzelle, die man biegen und in Wasser eintauchen kann"},"content":{"rendered":"\n

Forscher des RIKEN Center for Emergent Matter Science und Mitarbeiter haben eine organische Photovoltaik-Folie entwickelt, die sowohl wasserdicht als auch flexibel ist und es erm\u00f6glicht, eine Solarzelle auf Kleidungsst\u00fccke zu kleben, die auch dann noch funktioniert, wenn sie beregnet oder sogar gewaschen wurde.<\/p>\n\n\n\n

Eine der m\u00f6glichen Anwendungen der organischen Photovoltaik ist die Herstellung von tragbarer Elektronik – Ger\u00e4te, die an der Kleidung befestigt werden k\u00f6nnen, um beispielsweise medizinische Ger\u00e4te zu \u00fcberwachen, ohne dass ein Batteriewechsel erforderlich ist. Die Forscher haben jedoch festgestellt, dass es schwierig ist, eine Wasserdichtigkeit zu erreichen, ohne zus\u00e4tzliche Schichten zu verwenden, die die Flexibilit\u00e4t der Folie beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n\n\n

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\u00a9 Riken, nature communications, Common License CC BY 4.0 | Foto der ultraflexiblen und wasserdichten OPVs, die auf dem Wasser schwimmen. Schematischer Aufbau der wasserdichten OPVs. Ma\u00dfstabsleiste: 1 cm.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

In einer in der Zeitschrift Nature Communications<\/a> ver\u00f6ffentlichten Arbeit ist einer Gruppe von Wissenschaftlern nun genau das gelungen. Sie haben sich der Herausforderung gestellt, eine wesentliche Einschr\u00e4nkung bisheriger Ger\u00e4te zu \u00fcberwinden, n\u00e4mlich die, dass es schwierig ist, sie wasserdicht zu machen, ohne die Flexibilit\u00e4t zu verringern. Fotovoltaikfolien bestehen in der Regel aus mehreren Schichten. Es gibt eine aktive Schicht, die Energie einer bestimmten Wellenl\u00e4nge aus dem Sonnenlicht einf\u00e4ngt und diese Energie nutzt, um Elektronen und „Elektronenl\u00f6cher“ in eine Kathode und eine Anode zu trennen. Die Elektronen und L\u00f6cher k\u00f6nnen sich dann \u00fcber einen Schaltkreis wieder verbinden und Strom erzeugen. In fr\u00fcheren Ger\u00e4ten wurde die Schicht, die die Elektronenl\u00f6cher transportiert, in der Regel nacheinander durch Aufschichten erzeugt.<\/p>\n\n\n\n

Bei der aktuellen Arbeit haben die Forscher jedoch die Anodenschicht, in diesem Fall eine Silberelektrode, direkt auf die aktiven Schichten aufgebracht, um eine bessere Haftung zwischen den Schichten zu erreichen. Sie wendeten ein thermisches Gl\u00fchverfahren an, bei dem sie den Film 24 Stunden lang bei 85 Grad Celsius der Luft aussetzten. Sixing Xiong, der Erstautor der Arbeit, erkl\u00e4rt: „Es war eine Herausforderung, die Schicht zu formen, aber wir waren froh, dass wir es geschafft haben und am Ende in der Lage waren, einen Film zu erzeugen, der nur 3 Mikrometer dick ist, und wir sind gespannt auf die Ergebnisse der Tests.“<\/p>\n\n\n\n

Was die Gruppe bei den Tests sah, war sehr ermutigend. Zun\u00e4chst tauchten sie die Folie vier Stunden lang vollst\u00e4ndig in Wasser ein und stellten fest, dass sie noch 89 Prozent ihrer urspr\u00fcnglichen Leistung hatte. Dann wurde die Folie 300 Mal unter Wasser um 30 Prozent gedehnt und behielt selbst dann noch 96 Prozent ihrer Leistung. Als letzten Test lie\u00dfen sie die Folie durch einen Waschmaschinengang laufen, und sie \u00fcberlebte die Tortur – etwas, das bisher noch nie erreicht wurde.<\/p>\n\n\n\n

Kenjiro Fukuda, einer der korrespondierenden Autoren der Studie, meint dazu: „Wir haben eine Methode entwickelt, die sich allgemein anwenden l\u00e4sst. Mit Blick auf die Zukunft planen wir, unsere ultrad\u00fcnnen organischen Solarzellen weiterzuentwickeln, um sie f\u00fcr wirklich praktische tragbare Ger\u00e4te einsetzen zu k\u00f6nnen, indem wir die Stabilit\u00e4t der Ger\u00e4te in anderen Bereichen wie Luft, starkem Licht und mechanischer Belastung verbessern.“<\/p>\n\n\n\n