Nanopowłoka pozwoli wykorzystać fotowoltaikę w medycynie

Fotowoltaika jest często wykorzystywana do konstrukcji różnorakich elektronicznych gadżetów, które w założeniu mają być „samowystarczalne” energetycznie. Tego typu urządzenia korzystają głównie z paneli cienkowarstwowych lub wersji organicznych. Choć technologie te zazwyczaj nie są w stanie wytworzyć dużych ilości energii, to są cenione za swoją elastyczność i mobilność.

Niedawno grupa naukowców z Tokio wpadła na pomysł utworzenia ubrania, które jest w stanie monitorować pracę serca. W swoich pracach wykorzystali wcześniej opracowane organiczne ogniwo fotowoltaiczne o wysokiej elastyczności. Jego rolą jest ciągłe zasilanie miernika, który ma mierzyć m.in. tętno.

Idea stworzenia „inteligentnej odzieży” była już przerabiana przez różne grupy naukowców, jednak w praktyce mało które z tych rozwiązań trafiło do produkcji przemysłowej. W teorii, pozbycie się kabli, baterii i innych rodzajów zasilania pozwoli na ciągły i rzetelny pomiar, który dostarczy wartościowych informacji o stanie zdrowia danej osoby. Jednak w praktyce urządzenia tego rodzaju nie wypadały dobrze. Eksperymentalne ogniwa fotowoltaiczne cechowały się za niską sprawnością konwersji, by zapewnić stały dopływ elektryczności.

Image result for solar cloth

Z tym samym problemem zmierzył się zespół kierowany przez Kenjiro Fukudę. Naukowcy skupili się na podwyższeniu sprawności swojego ogniwa. Rozwiązaniem okazało się wypracowanie nanopowłoki, która zmienia parametry światła padającego bezpośrednio na warstwę światłoczułą.

Jej zastosowanie pozwoliło na podwyższenie sprawności konwersji do ponad 10%, stawiając to rozwiązanie blisko krzemowych ogniw fotowoltaicznych. Jednocześnie powłoka niemal niweluje wpływ kąta padania promieni słonecznych na skuteczność generacji energii.

Ostatecznie, ich wersja solarnego ubrania jest w stanie pracować bez przerw w natężeniu oświetlenia rzędu 10 tysięcy lux. To mniej więcej tyle, ile pada na osobę stojącą w cieniu podczas słonecznego dnia.

Mimo to, ciągle trwają prace nad stworzeniem podobnie elastycznej wersji magazynu energii, który zostanie „wszyty” w solarną odzież. Dopiero wtedy rozwiązanie naukowców z Tokio będzie mogło pełnić tak odpowiedzialną rolę, jaką jest pomiar aktywności serca.

Źródło: phys.org

Maciej Janiszkiewicz

Redaktor GLOBEnergia