噴墨打印超薄太陽(yáng)能電池 可擺脫對(duì)稀有礦石的依賴

據(jù)外媒報(bào)道，沙特阿拉伯的研究人員開發(fā)出了薄的有機(jī)太陽(yáng)能電池，這種電池和同類電池相比擁有一些優(yōu)勢(shì)。據(jù)了解，這種新型太陽(yáng)能電池效率更高，其使用了更多的普通元件并可以被噴墨印刷到表面上進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的輕便靈活，而這能為可穿戴電子設(shè)備所用。

這種新型太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)是完全可打印的，每層都用不同的專業(yè)墨水打印出來(lái)。電極則由一種叫做PEDOT：PSS的透明導(dǎo)電聚合物制成，中間有一層有機(jī)光伏材料。外面是一層聚乙烯，這是一層防水涂層，它可以幫助密封電子產(chǎn)品抵御天氣帶來(lái)的影響。

“我們?yōu)樘?yáng)能電池結(jié)構(gòu)的每一層都設(shè)計(jì)了功能性墨水，”該研究的論文作者Daniel Corzo表示，“噴墨打印本身就是一門科學(xué)，墨盒和墨水需要克服分子間的作用力，才能從非常小的噴嘴噴出非常細(xì)的水滴。溶劑在油墨沉積后也起著重要的作用，因?yàn)楦稍镄袨橛绊懼さ馁|(zhì)量。”

研究小組發(fā)現(xiàn)，在玻璃板上進(jìn)行的測(cè)試中，新型打印太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了4.73%。這在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域雖不算高，但該團(tuán)隊(duì)表示，這打破了之前全打印電池4.1%的記錄。另外，它的性能也優(yōu)于其他類型的超薄太陽(yáng)能電池。當(dāng)印刷在柔性基板上時(shí)，轉(zhuǎn)化效率則下降到了3.6%。

但它們卻以其他方式彌補(bǔ)了整體效率的不足。噴墨打印技術(shù)讓它們比其他超薄太陽(yáng)能電池更具可擴(kuò)展性，超薄太陽(yáng)能電池通常使用的是紡絲涂層或熱蒸發(fā)等技術(shù)制造。此外，它們還不含銦——一種有毒且越來(lái)越稀有的金屬，常用于太陽(yáng)能電池。

這種新型太陽(yáng)能電池非常輕，研究小組將其放置在肥皂泡表面證明了這一點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這種輕、靈活的太陽(yáng)能電池可以用來(lái)為小型傳感器、可穿戴電子設(shè)備和其他低能量設(shè)備供電。

“機(jī)器人的電子皮膚、飛行設(shè)備的傳感器和檢測(cè)疾病的生物傳感器的巨大發(fā)展都受到能源來(lái)源的限制，”該研究作者之一Elo?se Bihar指出，“與其使用笨重的電池或連接到電網(wǎng)，我們考慮使用輕便、超薄的有機(jī)太陽(yáng)能電池從室內(nèi)或室外的光線中獲取能量。