太陽能墨水

太陽能墨水

麻省理工學院(MIT)的科學家研發出了一種新“墨水”,將其沉積在紙或其他柔軟織物表面,能列印出光伏電池,就像列印檔案一樣簡單且成本低廉。這項發明的產品也被為太陽能墨水。

研究者

太陽能墨水太陽能墨水

該研究由麻省理工學院化學工程師凱倫·格利森、電子工程學教授弗拉基米爾·布洛維、研究生邁爾斯·巴爾領導,美國國家科學基金會對其提供了資助。

技術優勢

最新技術與現在大多數製造太陽能電池的方法非常不同。現有技術需要將襯底暴露在具有破壞性的環境中——要么讓襯底以液體形式存在,要么暴露在高溫下;而新技術使用的是蒸汽而非液體,溫度也不到120攝氏度,這些“相對溫和”的環境使人們能將常用的、不經處理的紙張、布料、塑膠作為襯底,在其上列印出太陽能電池。

太陽能墨水太陽能墨水

新技術提供了一種大規模製造太陽能電池的廉價方法。這種名為氣相沉積的技術比印刷普通文檔要複雜一點,為了在紙上列印出一個光伏電池陣列,需要在這張紙上沉積5層物質,而且這個過程必須在真空中進行。
最新技術可以使用普通的、未經處理的紙,包括印刷紙、薄紙、複寫紙甚至報紙,並且效果都很好,甚至將紙折成紙飛機後,其上的太陽能電池仍能工作。科學家同時也在一塊薄薄的PET塑膠上列印出了一塊太陽能電池,並將其摺疊打開了1000次,其性能並不受影響。相比之下,現在使用商業化方法製造出的太陽能電池摺疊一次就失效了。
布洛維表示,與傳統由玻璃或其他材料製成的襯底相比,紙或塑膠襯底要輕薄很多,這也讓其套用領域更加廣泛。另外,研究結果也證實,2010年列印出來的太陽能電池現在仍能工作,這表明其壽命很長。而且,紙質襯底太陽能電池能夠被製成遮光窗簾或牆紙,其安裝成本大大低於玻璃襯底太陽能電池。

套用範圍

印刷電子專業調查機構IDTechEx的主席皮特·哈羅普表示,麻省理工學院的研究非常令人興奮,目前太陽能電池研究領域的很多科學家都專注於研製大規模太陽能電池,其實,小型太陽能電池的套用領域也很廣泛。

前景

傳統的太陽能板製作過程是要將基板暴露在腐蝕液及高溫當中的,但新式“太陽能墨水”只需要使用蒸汽,以及低於攝氏120度的溫度即可直接轉印在紙張、布料塑膠等不同材質上。MIT工程研究院副院長卡倫·格里森(KarenGleason)表示,紙張與過去的玻璃基板相比,價格便宜1000倍。而且套用性更高。
實驗顯示,“太陽能墨水”製成的紙電池耐用性高,可以反覆隨意摺疊,發電效能基本不損耗。此外,輕便的紙電池更便於攜帶,可以折起來放入口袋,使用時再攤在陽光下發電。目前研究出來的紙電池太陽能轉換率不到2%,只能提供給電子鬧鐘等小電量的用品,未來二年內,研究人員有望能將其轉換率提高到8%,這是手機、ipad這些低耗電的電子設備都將可以使用了。

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