銦延展性、抗腐蝕、導電性表現都不錯,被廣泛應用在航天、醫(yī)療、電子工業(yè),也價格昂貴。不過現在沙特阿拉伯科學家研發(fā)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肥皂泡泡上。
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(fā)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(fā)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,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,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。
研究團隊研發(fā)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,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(fā)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%。
研究團隊認為,雖然效率不高,但這種技術另有優(yōu)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(jié)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(fā)輕巧柔性、能在室內燈光下直接發(fā)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(fā)展都受限于電池大小。
原標題:沙特科學家研制出超薄無毒薄膜太陽能電池