Gelişmiş fonksiyonlar, daha büyük ekranlar, çok iyi çözünürlük vaad eden prototip akıllı telefonları günümüzde yaşayan milyonlarca insanın ilgisini çeker değil mi? Bir akıllı telefondaki üstün çekicilik ise onun hiçbir zaman tekrar şarj edilmemesi olmaz mı? En azından bu konuda bilim insanları gerçek bir çözüm bulmada sona geldiler ve bu gerçekleştiğinde, kullanıcıların bataryalarını eskitmeleri konusunda endişelenmelerine gerek kalmayacak. Neredeyse hiç şarz etmeden akıllı telefonlarımızı yakın gelecekte kullanabileceğiz belki de.
Photo: Tim Robberts/Getty Images
Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar çalışmalarını bitirmeye yakınlar. Onların düşüncesi OLED ekranında israf olan ışığın enerjisini hasat etmek. Onlar kullanıcıların en az sürede yeniden şarz olabilen akıllı telefonların elektrik fişine gerek duymayan teknolojisi üzerine çalışıyorlar. Onların projesinde, bir OLED ekranın içinden ekrandan geri yansıyan ve boşa giden (israf) ışık ile saçılan ışığı soğurmak amacıyla güneş hücreleri kullanılıyor.
Cambridge Üniversitesi araştırmacı ekibi ile IEEE üyesi Arokia Nathan ortama ait ışığı elektrik enerjisine dönüştüren prototip bir aygıt geliştirdiler. Prototipte, akıllı telefon ekranının içinde kullanılan güneş hücreleri hidrojen amorf silikon ince filminden yapıldı.
Bir OLED ekran tarafından üretilen ışığın yaklaşık %36’sının kullanılabildiği öngörülüyor; kalanı saçılarak kenarlardan kaçar. İşte araştırmacılar OLED ekranların yan ve arka tarafları üzerinde kurulan fotovoltaik hücreler ile bu saçılarak kaçan ışığı hasat edebilecek bir çözüm üzerine çalıştılar.
Bir OLED ekranında boşa giden ışıktan enerji hasat eden bir ince-film sistemi. Image credit: Arokia Nathan (via IEEE)
Onlar bir ince film transistor devresi ile çözüm yolunu buldular hatta güneş hücreleri tarafından oluşan voltaj yükselmeleri de dengelendi. Güneş hücresinden kaynaklanan voltajdaki bu dalgalanmalar telefonun bataryasına zarar verebilirdi. Çözüm yolunun bulunmasıyla aygıt, ortama ait ışığı ve kenarlardan sızan ekran ışığın her ikisini de yakalar. Böylelikle OLED ekranda görüntüyü sağlamak için üretilen ışığın kullanılmayan kısmından da enerji geri dönüşümü amacıyla yararlanılması sağlandı. Işık üretirken diğer yandan da kullanılamayan ışık enerji için kullanılabilecek. Bu da enerjinin sürekliliğini sağlamış olacak.
Raporlara göre, Cambridge Üniversitesi’nin İleri Fotonik ve Elektronik Araştırma Merkezi’nde enerji ile ilgili çalışan araştırmacılar ortalama enerji depolama için ince film bir süperkapasitörü entegre etmişler. Böylece aygıttaki problemin üstesinden gelindi.
Sonuç olarak fotovoltaiklerin, transistörlerin ve süperkapasitörün kullanıldığı bir sistem geliştirildi. Bu sistemin ulaştığı ortalama verim yüzde 11 iken maksimum verim yüzde 18’e ulaşmaktadır.
Akıllı telefon kullanıcısı için bu sonuçlar onların bataryalarını daha az sıklıkta şarz etmeleri anlamına geliyor. Cambridge Üniversitesi araştırmacılarının bu çabaları şarz etmeyi sıfıra indirmiyor ama akıllı telefon çalışırken bir taraftan da enerji ürettiği için ihtiyacı olan enerjinin bir kısmını bu şekilde sağlıyor. Dolayısıyla bu da daha uzun süreli olarak aygıtı şarz etmeden kullanabilmeye olanak sağlıyor.
Çalışmalar hâlâ sürüyor. Araştırmacılar enerji hasat etme sisteminin verimliliğini artırmak amacıyla farklı devre tasarımları ve malzemelerini keşfediyorlar. Mikroelektromekaniksel sistemler (MEMS) temelli kinetik enerji hasatlama gibi başka enerji sistemleri iyileştirmeler getirebilir. Batarya ömrünü uzatan ve daha az sıklıkta şarz edilebilen bataryaların olduğu akıllı telefon teknolojileri yakın geleceğimizi yeniden şekillendirecek.
*Ücretsiz bilim dergimiz NetBilim‘in Eylül 2010 sayısında OLED Ekranlar hakkındaki detaylı yazımıza ulaşabilirsiniz.
Hazırlayan: Gökhan Atmaca | http://twitter.com/kuarkatmaca
Nanoscale Devices and Carrier Transport Group – Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynaklar:
*Bu çalışma, Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu ve Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu faaliyetleri kapsamında hazırlanmıştır.
