Japansk Papir Kunst Inspirerer Sun-Tracking Solar Cell

{h1}

Forskere har skabt en tynd solcelle inspireret af den japanske papirskærende kunst af kirigami. Det er i stand til at spore solen på en meget enklere og mere elegant måde end traditionelle solenheder med store motoriserede dele.

Japansk papir kunst er typisk brugt til at skabe dejlige foldede kraner og papir snefnug, men nu bruger forskere det til at inspirere til innovationer i energiverdenen.

Forskere fra University of Michigan ved Ann Arbor (UM) har brugt den gamle kunstskæring, kendt som kirigami, til at skabe en unik tyndfilm solcelle, der kan anvende en metode til at følge solen kaldet optisk sporing. Disse bevægelser gør det muligt for cellen at absorbere mere energi fra solen hele dagen.

Ideen blev oprindeligt udklækket af Matt Shlian, en af ​​forfatterne af den nye undersøgelse og en professor ved University of Michigan's School of Art and Design. Shlian havde eksperimenteret med måder at indarbejde kirigami og origami i designet til nye teknologier. [Top 10 opfindelser, der ændrede verden]

"Problemet med at spore solen har været der i årevis og år," siger studieleder forfatter Max Shtein, en professor i UM's afdeling for materialevidenskab og teknik. "Der er mange måder, der involverer motorer og gear. [Dette design er] beregnet til at være lettere og mere elegant."

Den nye kirigami-inspirerede solcelle bruger en bøjningsbevægelse til at ændre vinklen på dens overflade. For at opnå dette strækkes strukturen langsomt ud ved hjælp af en lille motoriseret mekanisme. Strategisk placerede nedskæringer i materialet gør det muligt for et objekt, der normalt er stivt at strække og bøje.

"Hvis du begynder at strække ting, kan du deformere ting på denne måde," sagde Shtein til WordsSideKick.com.

Basen af ​​solcellen har en ret simpel kirigami struktur af linjer skåret i Kapton, en polyimidfilm, der er fleksibel og forbliver stabil over en lang række temperaturer (fra minus 452 grader Fahrenheit til 752 grader Fahrenheit eller minus 269 grader Celsius til 400 grader Celsius). Strukturen af ​​designet lagde en række korte parallelle snit i polyimidfilmen, der var lidt ude af justering, så toppen af ​​et snit ville være flere inches under toppen af ​​den anden eller flere inches over dem.

Kyusang Lee, en studerende i Institut for Elektroteknologi og Computer Science, og Aaron Lamoureux, en studerende i Institut for Materialevidenskab og Teknologi, samarbejdede om en måde at konstruere materialet på. Deres metode med kold svejsninger (sikringer sammen uden varme) øverst på den metalliserede overflade af halvlederen til den metaliserede overflade af Kapton-arket, som fungerer som understøtning for de solceller. Både Kapton-arket og den fotovoltaiske celle blev skåret i det enkle kirigami-mønster, fordi de begge skal have den samme basisstruktur, når de sidder fast sammen med atomobligationerne i metalet.

Denne type design er mindre clunky og giver en mere omkostningseffektiv måde at gøre optisk sporing end traditionelle solpaneler, der skal fastgøres til store motorer for at flytte de meget tungere paneler med solen, forskerne sagde. Den kirigami-inspirerede solcelle kan også øge energigenerationen med mellem 20 og 40 procent, sagde de.

"Ideen er at bruge mindre penge og få så meget energi som du ville før," sagde Shtein "eller bruge samme penge og få mere energi."

Forskerne er håbede, at de vil kunne markedsføre deres nyligt udviklede solcelle i den nærmeste fremtid, men denne kunstinspirerede innovation har potentialet for en bred vifte af applikationer, siger forskerne. Shtein tilføjede, at han og hans kolleger ser på applikationer til disse typer af design i filtrering og elektromagnetiske enheder, såsom radioteknologi og i akustikværktøjer, såsom tuning-enheder.

De detaljerede resultater af undersøgelsen blev offentliggjort 8. september i tidsskriftet Nature Communications.

Følg Elizabeth Newbern @liznewbern. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: The future we're building -- and boring | Elon Musk.




Forskning


Sådan Mask En High Speed ​​Land Rover? Mal Det Som En Sebra
Sådan Mask En High Speed ​​Land Rover? Mal Det Som En Sebra

Disse
Disse "Spooky" Entangled Atoms Bare Blev Quantum Computing One Step Closer

Videnskab Nyheder


Teardrops 'Proteiner Chomp Bakterier Som Corn On The Cob
Teardrops 'Proteiner Chomp Bakterier Som Corn On The Cob

Ultralydsfrøer Krybe I Hemmelighed
Ultralydsfrøer Krybe I Hemmelighed

Hvordan Baxter Robot Works
Hvordan Baxter Robot Works

Mød De Bedårende Olympiske Maskotter, Soohorang Og Bandabi
Mød De Bedårende Olympiske Maskotter, Soohorang Og Bandabi

Mayan Light Beam Foto: Meddelelse Fra Guds, Eller Iphone Glitch?
Mayan Light Beam Foto: Meddelelse Fra Guds, Eller Iphone Glitch?


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com