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科學家研制超薄無毒薄膜太陽能

作者:創通石英 來源: 日期:2020/10/21 18:34:22 人氣:42 標簽:


近期,沙特阿拉伯科學家研發出不含銦的超薄太陽能,雖然效率比不上傳統硅晶太陽能,但是可以采用噴涂制程與可撓基板,不論靈活性還是可塑性,都略勝一籌,根據實驗,全新電池輕薄到能直接貼在泡泡上


在薄膜太陽能技術中,銅銦鎵硒型(CIGS)太陽能轉換效率最高,小面積電池效率已經達到 20.3%,模塊的效率也已達 14%,只是共蒸鍍及真空濺鍍制程成本相當昂貴,目前科學家正努力研發出高轉換效率、制造成本又低的薄膜太陽能電池。


對此沙特阿拉伯阿布都拉國王科技大學(KAUST)科學家研發出一種可全噴涂印刷制造,不需要貴金屬銦的太陽能電池,團隊為太陽能電池調配出一款特殊的功能性油墨(functional inks),其中噴墨印刷本身就是一門學問,需要克服墨盒與墨水之間的分子間作用力(Intermolecular force),才能從非常小的噴嘴噴射出小小滴的油墨,也要注意油墨能否順利轉變成干燥墨膜、薄膜成品質量等等。


團隊研發的電池電極為透明導電聚合物 PEDOT:PSS ,中間夾著一層有機太陽能材料、外層再涂上防水的聚對二甲苯(parylene),避免太陽能電池因為風吹雨淋受損。實際在玻璃基板上測試后,發現全新噴涂式太陽能電池的功率轉換效率為 4.73%,雖然效率沒有很高,但已經打破過去最高的 4.1% 紀錄,不過若是基板換成可撓式材料,效率會下降到 3.6%。


團隊認為,雖然效率不高,但這種技術另有優勢,噴墨印刷制程能多樣化太陽能板設計,噴墨印刷可透過計算機輔助,將墨水準確地噴印于特定的位置上,制作出各式特殊元件,也同時具有節省原料、降低成本、不需開模等特性。


另外,這種電池不含有毒且稀少的銦,新型太陽能電池也非常輕巧,團隊為了展示全新的太陽能噴涂技術,還把超輕薄的太陽能電池貼在肥皂泡泡上。團隊的研究主要目標為研發輕巧可撓、能在室內燈光下直接發電的太陽能板研究,因此團隊指出,這種太陽能電池可以應用在小型傳感器、穿戴式電子設備、電子皮膚、飛行器傳感器或是生物傳感器等,畢竟上述的設備發展都受限于電池大小。


來源:科技新報

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