نیروگاهی به نام موبایل؛ تلفن‌های هوشمند بی‌نیاز از برق و شارژ می‌شوند

در آینده می‌توان در تلفن‌های همراه هوشمند، باتری‌های خورشیدی را به صورت صفحه‌هایی ناپیدا در نمایشگر آنها نصب کرد.

افزودن باتری خورشیدی، به صورت نصب لایه‌ای شیشه‌ای در نمایشگر تلفن همراه، از رویاهای دیرین کاربران بوده است.

اما امکانات لازم برای تحقق این رویا وجود نداشته است و بنابراین، پیاده‌سازی این فناوری را دشوار می‌کرده است.

از جمله دشواری‌ها این بود که لایه‌های نیم‌رسانایی که نور را می‌گیرند و به جریان الکتریکی مورد نیاز گوشی تبدیل می‌کنند، باید شفاف هم باشند تا نور از آنها بگذرد.

با این حال، جوندونگ کیم، استاد ارشد دانشگاه و همکاران او در دانشگاه ملی اینچئون کره جنوبی، می‌گویند برای این کار می‌توان از دی‌اکسید تیتانیوم یا اکسید نیکل استفاده کرد.

دی‌اکسید تیتانیوم سمی نیست و می‌توان آن را به روشی سازگار با محیط‌زیست تولید کرد. در عین حال، دی‌اکسید تیتانیوم هم می‌تواند نور نامرئی فرابنفش را جذب کند، هم قادر است گستره مرئی نور را عبور دهد.

اکسید نیکل هم شفافیت نوری بالایی دارد. این یکی از فراوانترین عناصر موجود در کره زمین است و در دمای پایین، قابل ساخت است.

در لایه خورشیدی‌ای که این محققان آماده کرده‌اند، از زیرلایه‌ای شیشه‌ای(تحت واکنش آنزیمی قرار گرفته) و الکترودی فلزی که نیم‌رساناهای تیتانیوم و نیکل روی آن قرار گرفته استفاده شده است. روکش نهایی آن هم که نانوسیم‌های نقره است، نقش الکترود دوم را در باتری خورشیدی به عهده دارد.

نتیجه نوید بخش بود. بیش از نیمی از کل نوری مرئی، از این باتری خورشیدی عبور کرد که نشانگر شفاف‌بودن آن است. بازده تبدیل توان آن هم ۲.۱ درصد بود که بازده چشم‌گیری است، زیرا این باتری خورشیدی فقط بخش کوچکی از طیف نور را هدف قرار می‌دهد تا حالت ناپیدایی آن حفظ شود.

استاد کیم می‌گوید: تولید این باتری خورشیدی، هنوز در مرحله آغازین قرار دارد، اما نتایجی که به دست آورده‌ایم به‌‎خوبی نشان می‌دهد با بهینه‌سازی ویژگی‌های نوری و الکتریکی آن، می‌توان این باتری فتوولتایی شفاف را بهتر کرد.

این تحقیق تحت عنوان «ساخت باتری فتولتایی شفاف و آشکارساز نوری خودتوان با استفاده از پیوند ناهمگون دی اکسید تیتانیوم و اکسید نیکل» در شماره ژانویه ۲۰۲۱ مجله منابع برق، چاپ شده است.

تعبیه باتری خورشیدی در صفحه نمایشگر تلفن همراه که نیاز به سیم شارژ و باتری عادی را از بین می‌برد، هم دارای مزیت‌های محیط‌‌زیستی است هم به تولید تلفن‌های همراه بی‌نیاز به درگاه شارژ منجر می‌شود که سالیان سال است بسیاری پیش‌بینی می‌کردند.

سامسونگ و اپل، دو سازنده مسلط تلفن همراه هوشمند در بازار، برای حذف درگاه‌های شارژ و هدفون از گوشی‌های خود، گام‌هایی برداشته‌اند. وان‌پلاس گوشی‌ساز چینی هم، ساخت گوشی‌هایی را وعده داده است که دوربین‌های‌ آنها ناپیدا است.

طبق پیش‌بینی مینگ چی کوو، تحلیلگر شرکت اپل، ممکن است درگاه‌های شارژ به کلی از گوشی‌های آینده آیفون حذف شوند ولی احتمال دارد قابلیت شارژ بی‌سیم، جای آنها را بگیرد نه باتری خورشیدی.

پارسال هم شرکت گارمین، مجموعه‌ای جدید از ساعت‌های مچی هوشمند عرضه کرد که از برق خورشیدی استفاده می‌کنند. این قابلیت جدید را هم به دلیل آن اضافه کرد که شارژ باتری عادی، حوصله کاربران را سر می‌برد.

استفاده از برق خورشیدی به معنای آن است که برق از همان محیط کاربر گرفته می‌شود.