Tulevaisuuden ikkunat tuottavat sähköä

08.11.2010 09:33

Yhdysvaltain energiaministeriön Brookhavenin laboratorion tiedemiehet ovat onnistuneet valmistamaan uudenlaista läpinäkyvää ohutkalvoa, joka tuottaa sähköä auringonvalosta.

Chemistry of Materials -lehdessä julkaistun artikkelin mukaan uuden keksinnön avulla voidaan valmistaa läpinäkyviä aurinkokennoja tai jopa ikkunoita, jotka tuottavat sähköä.

- Vaikka vastaavia hunajakennon mallisia ohuita kennoja on aiemmin valmistettu perinteisistä materiaaleista, kuten polystyreenistä, tämä on ensimmäinen kerta, kun materiaalissa yhdistetään puolijohteita ja fullereeneja eli pallohiiltä. Materiaali imee itseensä valoa, ja tuottaa tehokkaasti sähköä, sanoi Brookhavenin kemisti Mircea Cotlet.

Kennon läpinäkyvyys perustuu polymeerien rakenteeseen.

- Nyt kehitetty teknologia avaa monia uusi mahdollisuuksia. Esimerkkejä käytännön sovelluksista voivat olla vaikkapa energiaa tuottavat ikkunat, läpinäkyvät aurinkokennot ja uudenlaiset optiset näytöt, materiaalitutkija Zhihua Xu sanoi.

- Ajatellaan vaikka taloa, jonka ikkunat ja katto tuottavat sähköä. Rakennuksen sähkölasku voisi pudota merkittävästi, Cotlet sanoi.

Ohutta hunajakennofilmiä valmistettiin pudottamalla mikrometriluokan kokoisia vesipisaroita joka puolelle ohutta polymeeri-fullereeniliuosta. Vesipisarat järjestyvät automaattisesti matriisimuotoon. Kun liuos haihtuu pois, kennomateriaali on asettunut kuusikulmaisten hunajakennojen muotoon.

- Valmistusmenetelmä on hyvin taloudellinen, ja se on toteutettavissa teollisessa mittakaavassa, Xu sanoi.

Tutkijat varmistivat kennon tasalaatuisuuden elektronimikroskoopilla ja testasivat kennon optiset sekä sähköntuotanto-ominaisuudet sekä kennon keskellä että reunoissa.

Tutkijat havaitsivat, että polymeerirakenteen muoto riippui siitä, miten nopeasti liuos haihtui.

- Mitä hitaammin liuos haihtuu kennoa valmistettaessa, sitä tiiviimpi polymeerirakenne on, ja sitä paremmin varaus kulkee materiaalissa, Cotlet sanoi.

- Tutkimuksemme syventää merkittävästi ymmärrystä hunajakennorakenteen optisista ominaisuuksista. Seuraava askel tulee olemaan joustavien ja läpinäkyvien kennojen valmistaminen, Cotlet sanoi.