• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    איור, וועדת פרס נובל

    פרס נובל לפיזיקה 2025: נקודות קוונטיות מניסוי זעיר על שבב לפיזיקה ומחשבים קוונטיים

    זכרונות NAND. אילוסטרציה: depositphotos.com

    מנכ"ל Phison: המחסור ב־NAND יימשך עשור ויוביל ל"סופר־סייקל" חדש

    משמאל לוק ואן דן הובה, יו"ר imec ופטריק ונדנאמי, מנכ"ל imec. צילום יחצ

    פטריק ונדנאמי ימונה למנכ"ל imec; לוק ואן דן הובה יכהן כיו"ר

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    יבגני דיברוב, מנכ"ל ARMIS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות – אנחנו כאן כדי לעצור אותם"

    יונדאי. אילוסטרציה: depositphotos.com

    יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך מקומית לשבבים לרכב

  • בישראל
    משתתפי הפאנל במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. מימין: עופר סמדרי, בן וולקוב, הילה זינגר והמנחה שלמה גרדמן. צילום: שמואל אוסטר

    פנל סיליקון קלאב: בינה מלאכותית בסייבר: משבר או מהפכה?

    מיקי בודאי, מנכ"ל Transmit Security במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    מיקי בודאי,  Transmit Security : "אי אפשר לסמוך עוד על קול, וידאו או תעודות – הדיפ-פייק שבר את כללי המשחק

    מערכת הטעינה אלחוטית Genesis של CaPow. צילום: אדווה שלהבת ברזילי

    CaPow קיבלה אישור CE למערכת Genesis להעברת אנרגיה בתנועה

    חנות של וולמארט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT פיזית בשרשרת האספקה

    שי און, מייסד שותף ונשיא חברת ההזנק AKEYLESS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    נשיא Akeyless בסיליקון קלאב: האתגר האמיתי הוא הגנה על זהויות לא אנושיות

    מטה סולראדג'. צילום יחצ

    סולאראדג' משיקה לראשונה יצוא עולמי של מוצרים סולאריים מתוצרת אמריקה

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    איור, וועדת פרס נובל

    פרס נובל לפיזיקה 2025: נקודות קוונטיות מניסוי זעיר על שבב לפיזיקה ומחשבים קוונטיים

    זכרונות NAND. אילוסטרציה: depositphotos.com

    מנכ"ל Phison: המחסור ב־NAND יימשך עשור ויוביל ל"סופר־סייקל" חדש

    משמאל לוק ואן דן הובה, יו"ר imec ופטריק ונדנאמי, מנכ"ל imec. צילום יחצ

    פטריק ונדנאמי ימונה למנכ"ל imec; לוק ואן דן הובה יכהן כיו"ר

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת פלטפורמת Dassault Systèmes

    יבגני דיברוב, מנכ"ל ARMIS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות – אנחנו כאן כדי לעצור אותם"

    יונדאי. אילוסטרציה: depositphotos.com

    יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך מקומית לשבבים לרכב

  • בישראל
    משתתפי הפאנל במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. מימין: עופר סמדרי, בן וולקוב, הילה זינגר והמנחה שלמה גרדמן. צילום: שמואל אוסטר

    פנל סיליקון קלאב: בינה מלאכותית בסייבר: משבר או מהפכה?

    מיקי בודאי, מנכ"ל Transmit Security במפגש הסיליקון קלאב, 30 בספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    מיקי בודאי,  Transmit Security : "אי אפשר לסמוך עוד על קול, וידאו או תעודות – הדיפ-פייק שבר את כללי המשחק

    מערכת הטעינה אלחוטית Genesis של CaPow. צילום: אדווה שלהבת ברזילי

    CaPow קיבלה אישור CE למערכת Genesis להעברת אנרגיה בתנועה

    חנות של וולמארט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT פיזית בשרשרת האספקה

    שי און, מייסד שותף ונשיא חברת ההזנק AKEYLESS במפגש הסיליקון קלאב, ספטמבר 2025. צילום: שמואל אוסטר

    נשיא Akeyless בסיליקון קלאב: האתגר האמיתי הוא הגנה על זהויות לא אנושיות

    מטה סולראדג'. צילום יחצ

    סולאראדג' משיקה לראשונה יצוא עולמי של מוצרים סולאריים מתוצרת אמריקה

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מחקרי שוק תאים סולאריים חדשניים המתקנים את עצמם

תאים סולאריים חדשניים המתקנים את עצמם

by ד"ר משה נחמני
10 ינואר 2011
in מאמרים ומחקרים, מחקרי שוק
self_healing_solar_cells
Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

חוקרים הצליחו לפתח סוג חדש של תא סולארי המסוגל לתקן את עצמו, בדומה למערכות פוטוסינתטיות טבעיות המצויות בצמחים, באמצעות שימוש בננו-צינורות פחמן ודנ"א – גישה שמטרתה להאריך את חיי המדף של המוצר ולהפחית את עלויות הייצור

תיאור סכמאטי של ננו-היבריד: אוליגונוקליאוטידים (באדום) מתווכים את התגובה בין ננו-צינורות הפחמן (בשחור) לבין הכרומופורים (בירוק). 


חוקרים הצליחו לפתח סוג חדש של תא סולארי המסוגל לתקן את עצמו, בדומה למערכות פוטוסינתטיות טבעיות המצויות בצמחים, באמצעות שימוש בננו-צינורות פחמן ודנ"א – גישה שמטרתה להאריך את חיי המדף של המוצר ולהפחית את עלויות הייצור שלו.

"הצלחנו לייצר פוטו-מערכות מלאכותיות  תוך שימוש בננו-חומרים אופטיים בכדי לנצל אנרגיה סולארית ולהמירה לאנרגיה חשמלית," אמר Jong Hyun Choi, פרופסור להנדסה מכאנית באוניברסיטת פרדיו (Purdue, אוניברסיטה ציבורית גדולה במדינת אינדיאנה).

העיצוב של התא החדש מנצל את התכונות החשמליות הייחודיות של מבנים המכונים "ננו-צינורות פחמן חד-דופנות" והשימוש בהם כ- "חוטים מולקולאריים לתאים הקולטים אור", הסביר החוקר הראשי. הוא הוסיף וציין כי למרות שהמחקר נמצא בשלב הבסיסי שלו בלבד, הגישה החדשה מספקת אפשרויות רבות לתעשייה.

תאים פוטו-אלקטרו-כימיים ממירים את אור השמש לחשמל ועושים שימוש באלקטרוליט – נוזל המוליך חשמל – על מנת להעביר אלקטרונים מנקודה אחת לנקודה אחרת וליצור חשמל תוך כדי התהליך. התאים מכילים חומרי-צבע – מולקולות דמויות כלורופיל – המסוגלים לקלוט את אור השמש (כרומופורים, chromophores) ואשר מתפרקים בחלוף הזמן כתוצאה מחשיפתם לאור השמש. "החיסרון המשמעותי של תאים פוטו-אלקטרו-כימיים רגילים טמון בהתפרקות זו," מציין החוקר. הטכנולוגיה החדשנית מתגברת על בעיה זו בדיוק באותה הדרך שעשה זאת הטבע – באמצעות החלפה מתמדת של חומרי-הצבע הפגומים בחדשים. "צורה זו של התחדשות-עצמית מתרחשת בצמחים מדי שעה," מסביר החוקר.

הרעיון המקורי יוכל לאפשר פיתוח סוג חדשני של תא פוטו-אלקטרו-כימי המסוגל להתמיד בפעילותו בניצולת מלאה באופן בלתי מוגבל, כל עוד מוספים לתא כרומופורים חדשים.

ממצאי המחקר פורסמו במצגת שניתנה במהלך הכנס הבינלאומי להנדסה מכאנית שנערך בקנדה והרעיון נחשף גם במאמר שפורסם ברשת באתר של האגודה הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה )קישורית למאמר(.

ננו-צינורות הפחמן מתפקדים כמצע שעל-גביו מעוגנים סלילי הדנ"א. מולקולת הדנ"א מהונדסת כך שהיא מכילה רצף מוגדר של אבני בניין המכונים נוקליאוטידים, רצף המאפשר לה לזהות ולהיקשר לכרומופורים מוגדרים. "מולקולת הדנ"א מזהה את מולקולות הצבע ואז המערכת מתארגנת באופן עצמאי," מסביר החוקר. 

כאשר מגיע הזמן להחליף את הכרומופורים הפגומים, הדבר ניתן לביצוע באמצעות תהליכים כימיים או באמצעות הוספת סלילי דנ"א חדשים בעלי רצף נוקליאוטידים שונה שיוכל להרחיק החוצה את מולקולות הצבע הפגומות. בשלב הבא ניתן יהיה להוסיף כרומופורים חדשים.

שני גורמים חיוניים על מנת שהטכנולוגיה החדשה תוכל לחקות בהצלחה את מנגנון התיקון-העצמי שבטבע: הכרה מולקולארית ומטא-יציבות (שיווי-משקל עדין) תרמודינמית – כלומר, היכולת של המערכת להתמוסס ולהתארגן מחדש ללא הרף.

המחקר החדש הוא המשכו של מחקר קודם של החוקר Choi שנעשה בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת MIT ואוניברסיטת אילינוי. במחקר הקודם המדענים השתמשו בכרומופורים ביולוגיים שנלקחו מחיידקים וממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Nature Chemistry (ממצאי המחקר הקודם). אולם, השימוש בכרומופורים טבעיים הינו בעייתי, ויש צורך להפיק ולבודד אותם מתוך חיידקים – תהליך שיהיה יקר מדי עבור התעשייה, מוסיף החוקר הראשי. "כך, שבמקום להשתמש בכרומופורים ביולוגיים, פנינו לשימוש בכרומופורים מלאכותיים המורכבים מחומרי-צבע המכונים פורפירינים (התיאור בוויקיפדיה)," מציין החוקר.   

הידיעה על המחקר

תאים סולאריים חדשניים המתקנים את עצמם

דר. משה נחמני

חוקרים הצליחו לפתח סוג חדש של תא סולארי המסוגל לתקן את עצמו, בדומה למערכות פוטוסינתטיות טבעיות המצויות בצמחים, באמצעות שימוש בננו-צינורות פחמן ודנ"א – גישה שמטרתה להאריך את חיי המדף של המוצר ולהפחית את עלויות הייצור שלו.


"הצלחנו לייצר פוטו-מערכות מלאכותיות תוך שימוש בננו-חומרים אופטיים בכדי לנצל אנרגיה סולארית ולהמירה לאנרגיה חשמלית," אמר Jong Hyun Choi, פרופסור להנדסה מכאנית באוניברסיטת פרדיו (Purdue, אוניברסיטה ציבורית גדולה במדינת אינדיאנה).

העיצוב של התא החדש מנצל את התכונות החשמליות הייחודיות של מבנים המכונים "ננו-צינורות פחמן חד-דופנות" והשימוש בהם כ- "חוטים מולקולאריים לתאים הקולטים אור", הסביר החוקר הראשי. הוא הוסיף וציין כי למרות שהמחקר נמצא בשלב הבסיסי שלו בלבד, הגישה החדשה מספקת אפשרויות רבות לתעשייה.

תאים פוטו-אלקטרו-כימיים ממירים את אור השמש לחשמל ועושים שימוש באלקטרוליט – נוזל המוליך חשמל – על מנת להעביר אלקטרונים מנקודה אחת לנקודה אחרת וליצור חשמל תוך כדי התהליך. התאים מכילים חומרי-צבע – מולקולות דמויות כלורופיל – המסוגלים לקלוט את אור השמש (כרומופורים, chromophores) ואשר מתפרקים בחלוף הזמן כתוצאה מחשיפתם לאור השמש. "החיסרון המשמעותי של תאים פוטו-אלקטרו-כימיים רגילים טמון בהתפרקות זו," מציין החוקר. הטכנולוגיה החדשנית מתגברת על בעיה זו בדיוק באותה הדרך שעשה זאת הטבע – באמצעות החלפה מתמדת של חומרי-הצבע הפגומים בחדשים. "צורה זו של התחדשות-עצמית מתרחשת בצמחים מדי שעה," מסביר החוקר.

הרעיון המקורי יוכל לאפשר פיתוח סוג חדשני של תא פוטו-אלקטרו-כימי המסוגל להתמיד בפעילותו בניצולת מלאה באופן בלתי מוגבל, כל עוד מוספים לתא כרומופורים חדשים.

ממצאי המחקר פורסמו במצגת שניתנה במהלך הכנס הבינלאומי להנדסה מכאנית שנערך בקנדה והרעיון נחשף גם במאמר שפורסם ברשת באתר של האגודה הבינלאומית לאופטיקה ופוטוניקה )קישורית למאמר(.

ננו-צינורות הפחמן מתפקדים כמצע שעל-גביו מעוגנים סלילי הדנ"א. מולקולת הדנ"א מהונדסת כך שהיא מכילה רצף מוגדר של אבני בניין המכונים נוקליאוטידים, רצף המאפשר לה לזהות ולהיקשר לכרומופורים מוגדרים. "מולקולת הדנ"א מזהה את מולקולות הצבע ואז המערכת מתארגנת באופן עצמאי," מסביר החוקר.

כאשר מגיע הזמן להחליף את הכרומופורים הפגומים, הדבר ניתן לביצוע באמצעות תהליכים כימיים או באמצעות הוספת סלילי דנ"א חדשים בעלי רצף נוקליאוטידים שונה שיוכל להרחיק החוצה את מולקולות הצבע הפגומות. בשלב הבא ניתן יהיה להוסיף כרומופורים חדשים.

שני גורמים חיוניים על מנת שהטכנולוגיה החדשה תוכל לחקות בהצלחה את מנגנון התיקון-העצמי שבטבע: הכרה מולקולארית ומטא-יציבות (שיווי-משקל עדין) תרמודינמית – כלומר, היכולת של המערכת להתמוסס ולהתארגן מחדש ללא הרף.

המחקר החדש הוא המשכו של מחקר קודם של החוקר Choi שנעשה בשיתוף פעולה עם אוניברסיטת MIT ואוניברסיטת אילינוי. במחקר הקודם המדענים השתמשו בכרומופורים ביולוגיים שנלקחו מחיידקים וממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Nature Chemistry (ממצאי המחקר הקודם). אולם, השימוש בכרומופורים טבעיים הינו בעייתי, ויש צורך להפיק ולבודד אותם מתוך חיידקים – תהליך שיהיה יקר מדי עבור התעשייה, מוסיף החוקר הראשי. "כך, שבמקום להשתמש בכרומופורים ביולוגיים, פנינו לשימוש בכרומופורים מלאכותיים המורכבים מחומרי-צבע המכונים פורפירינים (התיאור בוויקיפדיה)," מציין החוקר.

הידיעה על המחקר

תיאור סכמאטי של ננו-היבריד: אוליגונוקליאוטידים (באדום) מתווכים את התגובה בין ננו-צינורות הפחמן (בשחור) לבין הכרומופורים (בירוק).

תגיות תאים סולאריים
ד"ר משה נחמני

ד"ר משה נחמני

נוספים מאמרים

אילוסטרציה: depositphotos.com
מחקרי שוק

שוק היוניקורנים 2025: הבכורה בידי בינה מלאכותית וטכנולוגיה לארגונים

AI PC- המחשב האישי שמלמד שחמט. איור: אינטל
בינה מלאכותית (AI/ML)

ה-AI למד לדבר שחמט

השקעות

עסקת אינטל טראמפ – האם מדובר בהימור אסטרטגי או בצעד נואש

מלחמת הסחר בין ארה
‫שבבים‬

מי ששולט בשבבים – שולט בעולם: המלחמה הקרה על הסיליקון

הפוסט הבא
Gilad_Rozen-_Celeno-Founder_President_CEO

עוד שתי עסקאות גדולות לסלנו

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • יבגני דיברוב: "התוקפים מכוונים לתשתיות הקריטיות…
  • יונדאי מוביס וחברות שבבים קוריאניות מקימות שרשרת ערך…
  • וולמארט ו־Wiliot משיקות פריסת ענק של טכנולוגיית IoT…
  • Raphe mPhibr ההודית מאיצה פיתוח כטב״מים בעזרת…
  • נשיא Akeyless בסיליקון קלאב: האתגר האמיתי הוא הגנה…

מאמרים פופולאריים

  • הקאמבק הגדול של השיחה הטלפונית
  • עסקת אינטל טראמפ – האם מדובר בהימור אסטרטגי או בצעד נואש
  • מי ששולט בשבבים – שולט בעולם: המלחמה הקרה על הסיליקון
  • הקפאת זמן קוונטית: לייזרים מקבעים מצבים קוונטיים פי…
  • קרן לייזר אחת מגנה על אטומים מפני אובדן מידע

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2025 יערך ב-13-14 במאי, 2025. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס