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喷墨打印超薄太阳能电池可摆脱对稀有矿石的依赖

2020-08-29 09:41:05 整理发布   转载来源:cnBeta.COM  

据外媒报道,沙特阿拉伯的研究人员开发出了薄的有机太阳能电池,这种电池同类电池相比拥有一些优势。据了解,这种新型太阳能电池效率更高,其使用了更多的普通元件并可以被喷墨印刷到表面上进而能够实现足够的轻便灵活,而这能为可穿戴电子设备所用...《喷墨打印超薄太阳能电池可摆脱对稀有矿石的依赖

据外媒报道,沙特阿拉伯的研究人员开发出了薄的有机太阳能电池,这种电池同类电池相比拥有一些优势。据了解,这种新型太阳能电池效率更高,其使用了更多的普通元件并可以被喷墨印刷到表面上进而能够实现足够的轻便灵活,而这能为可穿戴电子设备所用。

这种新型太阳能电池设计是完全可打印的,每层都用不同的专业墨水来打印出来。电极则由一种叫做PEDOT:PSS的透明导电聚合物制成,中间有一层有机光伏材料。外面是一层聚乙烯,这是一层防水涂层,它可以帮助密封电子产品抵御天气带来的影响。

“我们为太阳能电池结构的每一层都设计了功能性墨水,”该研究的论文作者Daniel Corzo表示,“喷墨打印本身就是一门科学,。墨盒和墨水需要克服分子间的作用力,才能从非常小的喷嘴喷出非常细的水滴。溶剂在油墨沉积后也起着重要的作用,因为干燥行为影响着膜的质量。”

研究小组发现,在玻璃板上进行的测试中,新型打印太阳能电池的能量转换效率达到了4.73%。这在太阳能电池领域虽不算高,但该团队表示,这打破了之前全打印电池4.1%的记录。另外,它的性能也优于其他类型的超薄太阳能电池。当印刷在柔性基板上时,转化效率则下降到了3.6%。

但它们却以其他方式弥补了整体效率的不足。喷墨打印技术让它们比其他超薄太阳能电池更具可扩展性,超薄太阳能电池通常使用的是纺丝涂层或热蒸发等技术制造。此外,它们还不含铟--一种有毒且越来越稀有的金属,常用于太阳能电池。

这种新型太阳能电池非常轻,研究小组将其放置在肥皂泡表面证明了这一点。该团队说,这种轻、灵活的太阳能电池可以用来为小型传感器、可穿戴电子设备和其他低能量设备供电。

“机器人的电子皮肤、飞行设备的传感器和检测疾病的生物传感器的巨大发展都受到能源来源的限制,”该研究的论文作者之一Eloïse Bihar指出,“与其使用笨重的电池或连接到电网,我们考虑使用轻便、超薄的有机太阳能电池从室内或室外的光线中获取能量。”


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