A printable, flexible, organic solar cell | Hannah Bürckstümmer

Translator: Lakshman Illangakoon Reviewer: Dulini Mudunkotuwa

You may have noticed that I'm wearing two different shoes.

ඔබ නිරීක්ෂණය කරන්න ඇති මා ඇඳගෙන ඉන්නෙ දෙවර්ගයක සපත්තු

It probably looks funny --

ඒක පොඩ්ඩක් හාස්‍යජනකයි

it definitely feels funny --

අනිවාර්යයෙන්ම මට හාස්‍යජනකයි

but I wanted to make a point.

නමුත් මට යමක් පෙන්නන්න ඕනෑ වුනා

Let's say my left shoe corresponds to a sustainable footprint,

හිතමු මගෙ වම කකුල දරාගතහැකි පා සලකුණක් පෙන්නනව කියල

meaning we humans consume less natural resources

එයින් අදහස් වෙන්නේ අප සම්පත් පාව්ච්ච් කරන්නෙ

than our planet can regenerate,

පෘතුවිය ඒව නැවත හදාගන්නවට වඩා හෙමින් කියල

and emit less carbon dioxide than our forests and oceans can reabsorb.

එවීට අපි කාබන් ඩයොක්සයිඩ් හදන්නෙ කෑලෑ වලින් පරිසිදු කරන වේගයට වඩා හෙමින්

That's a stable and healthy condition.

ඒක පවත්වාගත හැකි යහපත් තත්වයක්

Today's situation is more like my other shoe.

නමුත් පවතින තත්වය මගේ අනික් සපත්තුව වගේ

It's way oversized.

ඒක හුඟක් ලොකු වැඩියි

At the second of August in 2017,

2017 වසරෙ අගෝස්තු දෙවෙනිදා වෙනකොට

we had already consumed all resources our planet can regenerate this year.

අපි අපේ පෘතුවියට මේ වසරේ නැවත හදාගන්නට හැකි සියලුම සම්පත් පාවිච්චි කරලා අවසන්

This is like spending all your money until the 18th of a month

ඒක හරියට මාසෙ වියදමට තියෙන තල්ලි මාසෙ 18 වෙනිද වෙනකොට ඉවර කරගෙන වගේ

and then needing a credit from the bank for the rest of the time.

ඉතිරි දවස් ට්කට බැංකුවෙන් නය ගන්නවා වගේ

For sure, you can do this for some months in a row,

ඔබට මේක මාස කිහිපයක් කල හැකියි

but if you don't change your behavior,

නමුත් ඔබ ඔබේ ජිවන රටාව වෙනස් කලේ නැත්නම්

sooner or later, you will run into big problems.

ටික කාලෙකින් ඔබ අමාරුවේ වැටෙනවා

We all know the devastating effects of this excessive exploitation:

අපි හැමෝම දන්නව මේ නාස්තිකාර සම්පත් පාවිච්චියෙන් වෙන විනාශය

global warming,

ග්‍රහ ලෝකයේ උෂ්ණත්වය වැඩිවීම

rising of the sea levels,

සාගර මට්ටම ඉහළයාම

melting of the glaciers and polar ice,

අයිස් ග්ලැසියර සහ ධ්‍රැව අයිස් දියවීම

increasingly extreme climate patterns and more.

එන්ට එන්ටම වැඩිවන කාලගුණ විපර්යාස

The enormity of this problem really frustrates me.

මේ ප්‍රශ්නයේ බැරෑරුම්කම මා අවුල් කරනවා

What frustrates me even more is that there are solutions to this,

මට තියෙන ලොකුම අවුල මේ ප්‍රශ්නයට විසඳුම් තියෙද්දිත්

but we keep doing things like we always did.

අපි කලින් කරපු දේවල්ම තවදුරටත් කරගෙන යාම

Today I want to share with you

අද මට ඔබට පෙන්නන්න ඕනෑ

how a new solar technology can contribute to a sustainable future of buildings.

නව සුර්ය බල ශක්ති තාක්ෂණයක් කොහොමද රඳාපවතින අනාගතයකට දායක වන්නේ කියල

Buildings consume about 40 percent of our total energy demand,

අපෙ බලශක්ති අවශ්‍යතාවයෙන් 40% පාවිච්චි වෙන්නෙ ගොඩනැඟිලි වලට

so tackling this consumption

ඉතිං මේ ප්‍රශ්නය විසඳන එක

would significantly reduce our climate emissions.

අපේ බලශක්ති දහනය නිසා වන විමෝචන බොහෝදුරට අඩුකරයි

A building designed along sustainable principles

හරිත මුලධර්ම යොදාගෙන නිර්මාණය කල ගොඩනැගිල්කට

can produce all the power it needs by itself.

එයට අවශ්‍ය සියලුම බල ශක්තිය නිපදවා ගන්නට පුළුවන්

To achieve this,

මේක කරගන්නට නම්

you first have to reduce the consumption as much as possible,

අපි මුලින්ම බල ශක්ති පරිභෝජනය හැකි තරම් අඩුකරගත යුතුයි

by using well-insulated walls or windows, for instance.

උදාහරණයකට හොඳින් පරිවරණය කල බිත්ති සහ ජනේල

These technologies are commercially available.

මෙවැනි තාක්ෂනයන් වෙළඳපොලේ තියෙනව

Then you need energy for warm water and heating.

ඊළඟට ඔබට ඕනෑ වතුර උනුකරන්නට සහ උණුසුමට තාපය අවශ්‍යයි

You can get this in a renewable way from the sun

එය ඔබට හරිත ක්‍රමයකට ඉරෙන් ලබාගත හැකියි

through solar-thermal installations

සුර්ය තාප උපකරණ සවිකිරීමෙන්

or from the ground and air, with heat pumps.

නැත්නම් භූගත හෝ වාතයෙන් තාපය, තාප පොම්ප මගින්

All of these technologies are available.

මේ තාක්ෂනත් වෙළඳපොලේ තියෙනවා

Then you are left with the need for electricity.

දැන් ඔබට විදුලිය පමණයි අවශ්‍ය

In principle, there are several ways to get renewable electricity,

හරිත බල ශක්තිය ලබාගැනීමට බොහෝ ක්‍රම තිබෙනව

but how many buildings do you know which have a windmill on the roof

නමුත් ඔබ දන්න ගොඩනැඟිලි කීයක මුදුනෙ සුළං පෙති හයිකරලා තියෙනවද

or a water power plant in the garden?

එහෙම නැත්නම් ජල විදුලි ඒකකයක් උද්‍යානෙ ?

Probably not so many, because usually, it doesn't make sense.

දැකල ඇත්තේ බොහොම අඩුවෙන්, මොකද ඒකෙ එතරම් අරුතක් නැහැ වගේ

But the sun provides abundant energy to our roofs and facades.

නමුත් සුර්යා අපේ වහලවල් සහ බාහිර ස්තරයන් මතට බොහෝ ශක්තිය පතිත කරනව

The potential to harvest this energy at our buildings' surfaces is enormous.

මෙම ශක්තිය ලබාගෙන පාවිච්චි කරන්න හැකියාව තිබෙනව

Let's take Europe as an example.

උදාහරණයකට යුරෝපය ගමු

If you would utilize all areas which have a nice orientation to the sun

අපි ඉර එලිය බල ශක්තිය සඳහා හරියට වැටෙන භූමිය පාවිච්චි කලොත්

and they're not overly shaded,

වන සෙවන නොමැති තැන්වල

the power generated by photovoltaics

සුර්යාලෝකයෙන් ගතහැකි ශක්තිය

would correspond to about 30 percent of our total energy demand.

අපේ මුලු අවශ්‍යතාවයෙන් 30% ක් පමණ

But today's photovoltaics have some issues.

නමුත් අද ප්‍රකාශ-විදුලිය ලබාගැනීමේ ප්‍රශ්න තියෙනවා

They do offer a good cost-performance ratio,

ඒ තාක්ෂනය වියදමට සරිලන ප්‍රතිලාභ ගෙන දෙනව

but they aren't really flexible in terms of their design,

නමුත් එය පාවිච්චිය සඳහා සුනම්‍ය නැහැ

and this makes aesthetics a challenge.

මේ නිසා එය සෞන්දර්යට අභියෝගයක් වෙනව

People often imagine pictures like this

බොහෝ අය මවාගන්නේ මෙවැනි චිත්‍රයක්

when thinking about solar cells on buildings.

ගොඩනැගිල්ලක තිබෙන සුර්ය කෝෂ ගැන සිතන විට

This may work for solar farms,

මේව සුර්ය ශක්ති බලාගාර සඳහා ගැලපෙයි

but when you think of buildings, of streets, of architecture,

නමුත් ගොඩනැඟිලි,විදී වගේ තැන්වල පෙනුම ගැන හිතනවිට

aesthetics does matter.

පෙනුමත් වැදගත් වෙනව

This is the reason why we don't see many solar cells on buildings today.

ඒක තමයි අපිට ගොඩක් තැන්වල සුර්ය කෝෂ නොදකින්නට හේතුව

They just don't match.

ඒවා ගැලපෙන්නේ නැහැ

Our team is working on a totally different solar-cell technology,

අපේ කණ්ඩායම හාත්පසින් වෙනස් සුර්ය බල තාක්ෂණයක් දියුණු කරනව

which is called organic photovoltaics or OPV.

මේකට කියන්නෙ කාබනික ප්‍රකාශ විද්‍යුතය OPV

The term organic describes

කාබනික කියන්නේ

that the material used for light absorption and charge transport

ආලෝකය උරාගැනීමේ සහ විද්‍යුතය ගෙනයාමේ මුලික අමුද්‍රව්‍ය

are mainly based on the element carbon,

කාබන් නිසා

and not on metals.

ලෝහයන් නෙවෙයි

We utilize the mixture of a polymer

අපි පොලිමර් මිශ්‍රණයක් පාවිච්චි කරල

which is set up by different repeating units,

එකක කිහිපයකින් තමයි මේක කරන්නෙ

like the pearls in a pearl chain,

හරියට මුතු මාලයක මුතු ඇට ඇමිණීම වගේ

and a small molecule which has the shape of a football

සහ පාපන්දුවක හැඩය තිබෙන කුඩා අනුවකින්

and is called fullerene.

ෆුලරින් කියන

These two compounds are mixed and dissolved to become an ink.

මේ දෙක මිශ්‍ර කරල දියකරනවා තීන්ත වර්ගයක් ලෙසට

And like ink,

තීන්ත වර්ගයක් ලෙසට

they can be printed with simple printing techniques like slot-die coating

ඒවා මුද්‍රණය කරන්න පුළුවන් සරල මුද්‍රණ ක්‍රමයකින්

in a continuous roll-to-roll process on flexible substrates.

දිගටම කැරකෙන මුද්‍රණ ක්‍රමයක් යොදාගෙන

The resulting thin layer is the active layer,

අවසාන ප්‍රතිපලය විදුලිය හදන ස්තරයක්

absorbing the energy of the sun.

සුර්යයාගේ ශක්තිය උරාගන්නා

This active layer is extremely effective.

මෙම ස්තරය ඉතාමත් කාර්යක්ෂමයි

You only need a layer thickness of 0.2 micrometers

එහි ඝනකම විය යුත්තේ මයික්‍රෝ මීටර 0.2

to absorb the energy of the sun.

සුර්යාගේ ශක්තිය උකහා ගැනීමට

This is 100 times thinner than a human hair.

මෙය මිනිස් හිසකෙයකට වඩා 100 වරක් තුනියි

To give you another example,

තවත් උදාහරණයක් දෙන්නම්

take one kilogram of the basic polymer

පොලිමර් කිලෝ ග්‍රෑම් එකකින්

and use it to formulate the active ink.

මේ තීන්ත හැදුවොත්

With this amount of ink,

ඒකෙන් පුළුවන්

you can print a solar cell the size of a complete football field.

පාපන්දු පිටියක් විතර ප්‍රමාණයක මේ තීන්ත වලින් සුර්ය කෝෂ ක්‍රියාව සඳහා ආලේප කල හැකි

So OPV is extremely material efficient,

OPV ඒවගේ අමුද්‍රව්‍ය කාර්යක්ෂමයි

which I think is a crucial thing when talking about sustainability.

සුනිත සහ හරිත බාවයන් ගැන සිතන විට ඒක ඉතාම වැදගත්

After the printing process,

මුද්‍රණය කර අවසන් වූ පසු

you can have a solar module which could look like this ...

මෙන්න මේ වගේ පෙනෙන සුර්ය බලශක්ති කෝෂයක් තිබිය හැකි

It looks a bit like a plastic foil

පෙනුම ප්ලාස්ටික් කොලයක් වගේ

and actually has many of its features.

ගුණාංගත් හුඟක් දුරට ඒ වගේ

It's lightweight ...

සැහැල්ලුයි

it's bendable ...

නැමිය හැකියි

and it's semi-transparent.

තරමක් විනිවිද පෙනෙනව

But it can harvest the energy of the sun outdoors

ඒ අතරෙම සුර්යාගේ ශක්තිය පරිවර්තනය කරගන්න පුළුවන්

and also of this indoor light,

ඇතුලත ආලෝකයෙන් පවා

as you can see with this small, illuminated LED.

ඔබට බලන්න පුළුවන් මේ පත්තුවෙන LED බල්බයෙන්

You can use it in its plastic form

මේ තාක්ෂනය ප්ලාස්ටික් ලෙසට

and take advantage of its low weight and its bendability.

පාව්ච්ච් කර සැහැල්ලු සහ නැමෙනසුළු ගුණාංග ප්‍රයෝජනයට ගත හැකියි

The first is important when thinking about buildings in warmer regions.

මුල් ගුණාංගය උෂ්ණ පැතිවල ගොඩනැඟිලි වලට වැදගත්

Here, the roofs are not designed to bear additionally heavy loads.

මේවායේ වහල ලොකු බරක් ගන්න හදලා නැහැ

They aren't designed for snow in winter, for instance,

ඒවා ශිතකාලයේ හිම දැරීමට සැලසුම් කර නැහැ උදාහරණයක් ලෙස

so heavy silicon solar cells cannot be used for light harvesting,

ඒ නිසා බර සිලිකන් සුර්ය කෝෂ පාවිච්චි කරන්න බැහැ

but these lightweight solar foils are very well suited.

නමුත් මේ සැහැල්ලු සුර්ය ස්තර ලෙහෙසියෙන්ම සවි කල හැකියි

The bendability is important

නැමීමට හැකි වීමත් ඉතා වැදගත්

if you want to combine the solar cell with membrane architecture.

ගොඩනැගිල්ලේ ගෘහනිර්මාණ ශිල්පය සුර්ය ශක්තිය ලබාගැනීමට යොදවන්න ඕනෑ නම්

Imagine the sails of the Sydney Opera as power plants.

මවාගන්න සිඩ්නි ඔපෙරාවෙ රුවල් බල ජනකාගාරයක් ලෙසට

Alternatively, you can combine the solar foils

අනික් අතට ඔබට පුළුවන් මේ සුර්ය ශක්ති පත්‍ර

with conventional construction materials like glass.

විදුරු වගේ ඉදිකිරීම් අමුද්‍රව්‍ය සමග යොදවන්නට හැකියි

Many glass facade elements contain a foil anyway,

බොහෝ ඉදිකිරීම් විදුරු වල කොහොමටත් ස්තරයක් තිබෙනවා

to create laminated safety glass.

එය ආරක්ෂාව සඳහා ලැමිනේට් කරන්න

It's not a big deal to add a second foil in the production process,

ඉතිං අමතර ස්තරයක් විදුර හදද්දී ඇතුල් කරන එක ලොකු දෙයක් නෙවෙයි

but then the facade element contains the solar cell

එවිට එහි සුර්ය කෝෂත් අන්තර්ගත වෙයි

and can produce electricity.

විදුලිය නිපදවිය හැකි

Besides looking nice,

ලස්සනට අමතරව

these integrated solar cells come along with two more important benefits.

මෙම අන්තර්ගත සුර්ය ස්තර වල තවත් වැදගත් ප්‍රයෝජන දෙකක් තියෙනවා

Do you remember the solar cell attached to a roof I showed before?

ඔබට මතකද මම කලින් පෙන්නපු සුර්ය කෝෂ හයි කරපු වහලෙ

In this case, we install the roof first,

ඒකෙදි වහලේ සවිකරේ මුලින්

and as a second layer, the solar cell.

දෙවනියට සුර්ය කෝෂ

This is adding on the installation costs.

මේකෙන් සවිකිරීමේ වියදම් වැඩි කරනව

In the case of integrated solar cells,

නමුත් මේ ස්තර තාක්ෂණයෙන් කරද්දී

at the site of construction, only one element is installed,

ඉදිකරන අවදියේ එක වරයි සවිකරන්නෙ

being at the same time the envelope of the building

ගොඩනැගිල්ලේ බාහිර ස්ථරයයි,

and the solar cell.

සුර්ය කෝෂයි

Besides saving on the installation costs,

ඉදිකිරීම් වියදම් ඉතිරිකරන ගමන්

this also saves resources,

සම්පතුත් ඉතිරි කරනවා

because the two functions are combined into one element.

කාර්‍ය දෙකක් එක අංගයකින්

Earlier, I've talked about optics.

මම මුලින් කතාකරා ප්‍රකාශ විද්‍යාව ගැන

I really like this solar panel --

මම ඇත්තෙන්ම මේ කෝෂ වලට කැමතියි-

maybe you have different taste or different design needs ...

සමහරවිට ඔබේ මනාපය වෙනස් එහෙම නැත්නම් අවශ්‍යතාවයන් වෙනස්

No problem.

ප්‍රශ්නයක් නැහැ

With the printing process,

මුද්‍රණ ක්‍රමවේදයෙන්

the solar cell can change its shape and design very easily.

මේ කෝෂ වලට ලේසියෙන් හැඩය සහ පෙනුම වෙනස් කරගන්න පුළුවන්

This will give the flexibility to architects,

මේවා ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පින්ට නම්‍යබාවයක් ලබාදෙයි

to planners and building owners,

සැලසුම් කරුවන්ට සහ අයිතිකරුවන්ට

to integrate this electricity-producing technology as they wish.

ඔවුනට අවශ්‍ය විදිහට විදුලි උත්පාදනය සහ ගෘහ නිර්මාණය එකතු කරන්නට

I want to stress that this is not just happening in the labs.

මෙය දැන් විද්‍යාගාරයේ පමණක් සිදුවන දෙයක් නොවෙයි

It will take several more years to get to mass adoption,

වෙළඳපොළට එන්න අවුරුදු ගණනක් ගතවෙන

but we are at the edge of commercialization,

අපි වානිජකරණය කරන්න දැන් පටන් ගන්නවා

meaning there are several companies out there with production lines.

කර්මාන්තශාලා කිහිපයකම දැනටමත් නිෂ්පාදන පටන්ගෙන

They are scaling up their capacities,

ඔවුන් නිෂ්පාදනය ක්‍රමයෙන් වැඩිකරනවා

and so are we, with the inks.

අපිත් එහෙමයි,

(Shoe drops)

(සපත්තුව වැටෙයි)

This smaller footprint is much more comfortable.

කුඩා පා සටහන ඉතාමත් පහසුයි

(Laughter)

(සිනා)

It is the right size, the right scale.

හරි ප්‍රමාණය, හරි පරිමාණය

We have to come back to the right scale when it comes to energy consumption.

ශක්තිය බාවිතයේදීත් අපි හරි පරිමාණයට එන්න ඕනෑ

And making buildings carbon-neutral is an important part here.

ගොඩනැගිලි කාබන් මධ්‍යස්ත වීම මෙතන වැදගත් කොටසක්

In Europe,

යුරෝපයේ,

we have the goal to decarbonize our building stock [by] 2050.

අපිට පරමාර්ථයක් තිබෙනවා 2050 වෙනකොට ගොඩනැගිලි කාබන් මධ්‍යස්ත කිරීමට

I hope organic photovoltaics will be a big part of this.

මම බලාපොරොත්තු වෙනවා ප්‍රකාශ විද්‍යුතය මෙහි ලොකු අංගයක් වෙයි කියල

Here are a couple of examples.

මේ උදාහරණ කිහිපයක්

This is the first commercial installation of fully printed organic solar cells.

මේ වාණිජ වශයෙන් මුල් වරට මුද්‍රණය කරන ලද සුර්ය කෝෂ

"Commercial" means that the solar cells were printed on industrial equipment.

වාණිජ කියන්නේ සුර්ය කෝෂ කර්මාන්ත උපකරණ මත මුද්‍රණය කෙරුණ

The so-called "solar trees" were part of the German pavilion

මේ 'සුර්ය ශාඛා' මිලානයේ 2015 EXPO වෙළඳ ප්‍රදර්ශනයේ

at the World Expo in Milan in 2015.

ජර්මන් පැවිලියන් එකේ තිබුන ඒව

They provided shading during the day

ඒවා දවාලට හෙවන දුන්න

and electricity for the lighting in the evening.

හවසට විදුලි එලිය දුන්න

You may wonder why this hexagonal shape was chosen for the solar cells.

ඔබට හිතෙයි ඇයි මේ කෝෂ වලට සයකොන් හැඩයක් දීල තියෙන්නෙ කියල

Easy answer:

පහසු උත්තරයක්

the architects wanted to have a specific shading pattern on the floor

ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පින්ට බිම හෙවනැලි නියමිත හැඩයකටවැටෙන්නට අවශ්‍ය වුනා

and asked for it,

එහෙම ඉල්ලීමක් කරා

and then it was printed as requested.

ඔවුන්ට ඕනෑ විදිහට මුද්‍රණය කළා

Being far from a real product,

ස්ථිර භාණ්ඩයක් වෙනුවට

this free-form installation hooked the imagination of the visiting architects

වෙනස්කල හැකි කෝෂ, පැමිණි බොහෝ ගෘහනිර්මාණ ශිල්පීන්ගේ හිත දිනාගත්තා

much more than we expected.

අපි හිතුවට වඩා

This other application is closer to the projects

අනික් යෙදවීම අපේ ව්‍යාපෘතියට කිට්ටුයි

and applications we are targeting.

අපේ මේ ව්‍යාපෘතිය

In an office building in São Paulo, Brazil,

එක බ්‍රසීලයේ , සාවෝ පාලෝහි කාර්යාල ගොඩනැගිල්ලක්

semitransparent OPV panels are integrated into the glass facade,

බාහිර විදුරු වල සුර්ය කෝෂ අන්තර්ගත කරල තියෙන්නෙ

serving different needs.

විවිධ අවශ්‍යතාවයන් සපුරාලමින්

First, they provided shading for the meeting rooms behind.

විදුරු රැස්වීම් ශාලා වලට හෙවන ලබාදෙනවා

Second, the logo of the company is displayed in an innovative way.

දෙවනුව සමාගමේ ලාංචනය අපුරත්වයකින් ප්‍රදර්ශනය කරනවා

And of course, electricity is produced,

ඒ එක්කම විදුලියත් නිපදවනවා

reducing the energy footprint of the building.

ගොගනගිල්ලේ බල ශක්ති පා සටහනත් කුඩා කරමින්

This is pointing towards a future

මේ අනාගතයයි

where buildings are no longer energy consumers,

ගොඩනැගිලි බල ශක්තියේ පරිභෝජකයන් නොවෙන

but energy providers.

නමුත් බල ශක්තිය සපයන්නන්

I want to see solar cells seamlessly integrated

මා දකින්න කැමතියි සුර්ය කෝෂ වාටි නැතිව අන්තර්ගත කල

into our building shells

ගොඩනැඟිලි

to be both resource-efficient and a pleasure to look at.

බල ශක්තියට කාර්යක්ෂම වෙන අතරම බලනන්නන්ට සතුට උපදන

For roofs, silicon solar cells will often continue to be a good solution.

වහල වලට සිලිකොන් සුර්ය කෝෂ තවදුරටත් ගැලපෙන විසඳුමක් වෙයි

But to exploit the potential of all facades and other areas,

නමුත් අනෙක් කොටස් වලට

such as semitransparent areas,

තරමක් විනිවිද පෙනෙන වගේ

curved surfaces and shadings,

නැමුණු පෘෂ්ටයන් සහ හෙවන දෙන

I believe organic photovoltaics can offer a significant contribution,

මම හිතනවා කාබනික ප්‍රකාශ විද්‍යුත් කෝෂ සැහෙන දායකත්වයක් දෙයි කියල

and they can be made in any form architects and planners will want them to.

අනික ඒවා ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පින්ට සහ සැලසුම් කරුවන්ට අවශ්‍ය විදිහකට නිර්මාණය කල හැකි

Thank you.

ස්තුතියි

(Applause)

(ඔල්වරසන්)