RIKEN 물리학자들이 개발한 태양전지는 빛을 전기로 변환하는 능력에 큰 영향을 주지 않고 늘어날 수 있습니다.따라서 차세대 웨어러블 전자 장치에 전력을 공급하는 데 유망합니다.

오늘날의 스마트 시계는 다양한 건강 지표를 모니터링할 수 있으며, 특정 의료 애플리케이션을 위해 더욱 전문적인 웨어러블 장치가 개발되고 있습니다.하지만 이러한 장치는 주기적으로 재충전이 필요합니다.

이러한 필요성을 제거하기 위해 연구자들은 유연하고 착용 가능한 개발을 모색하고 있습니다.태양전지.그러나 이러한 태양전지의 성능이 늘어나도 성능이 떨어지지 않도록 하는 것이 중요합니다.신체 움직임일상 생활 중.

"우리는 매우 얇게 만드는 데 중점을 두고 있습니다.유연한 장치.그러나 이러한 장치에는 본질적인 신축성이 없습니다."라고 RIKEN 신흥물질 과학 센터의 Kenjiro Fukuda는 설명합니다. "오히려 음식을 포장하는 데 사용되는 플라스틱 랩과 유사합니다. 아마도 1% 또는 2% 정도 늘어날 수 있습니다., 하지만 10%는 쉽게 찢어지기 때문에 불가능합니다."

Fukuda와 그의 팀은 본질적으로 신축성이 있는 태양전지를 개발하여 이 문제를 극복하려고 노력하고 있습니다.

"우리의 접근 방식은 매우 간단합니다. 장치의 모든 기능적 레이어에 신축성 있는 소재를 사용합니다."라고 Fukuda는 말합니다."그러나 개념은 간단하지만 각 레이어의 신축성과 성능 사이의 균형을 맞춰야 하기 때문에 방법은 매우 어렵습니다."

이제 Fukuda와 그의 동료들은 탁월한 신축성을 나타내는 고성능 유연한 태양 전지를 실현했습니다.연구는출판됨일지에네이처커뮤니케이션즈.

세포의전력 변환 효율태양전지가 50% 늘어나도(즉, 늘어나지 않은 원래 길이의 1.5배로 늘어남) 20%만 떨어집니다.또한 10%씩 100배 늘려도 초기 전력 변환 효율은 95%를 유지한다.

이러한 소자 신축성을 구현하는 열쇠는 태양전지의 전극층에 ION E라는 유기화합물을 넣는 연구팀에 있다.그들은 전극의 신축성을 높이기 위해 ION E를 추가했지만 예상치 못한 또 다른 이점이 있다는 것을 발견했습니다. 즉, 전극과 전극 위아래 층 사이의 접착력을 향상시키는 것입니다.

Fukuda는 "이것은 우리에게 매우 놀라운 일이었습니다."라고 말했습니다."ION E가 층간 접착력을 증가시킬 것이라고는 예상하지 못했습니다."

이 두 가지 효과 덕분에전극그 위의 활성층(빛을 전자로 변환)의 변형을 일부 흡수하여 전체 장치의 신축성을 향상시킬 수 있습니다.

장기적인 목표는 넓은 면적을 갖는 신축성 있는 유기 태양전지를 만드는 것이라고 Fukuda는 말합니다."이를 달성하는 데 장애물 중 하나는 생성된 전기를 전달하는 데 사용되는 폴리머의 낮은 전도성입니다."라고 그는 말합니다."우리는 현재 이러한 병목 현상을 극복할 수 있는 방법을 모색하고 있습니다."