德國研究出一種印在普通紙張上的太陽電池

■ 王馨 編譯

開姆尼茨工業大學印刷和媒體技術學院在一場新聞發布會上報道說，開姆尼茨工業大學的研究人員現在開發了一種新型的打印在紙上的太陽電池板，它可以用帶有電氣性能的特殊墨水，將電池印在平常的紙張上。這項被稱之為3PV(3PV代表紙張印刷電池)的技術采用傳統的印刷方法和標準測定，就像印刷雜志、海報或包裝袋所使用的方法一樣。

帶有電氣性能形式的特殊油墨構成了這種紙片的必要結構，保證在接觸陽光時產生電力。由于采用傳統的印刷方式，如凹版印刷、柔版印刷、平板印刷，都非常節約成本，比起傳統的太陽電池，打印出來的太陽電池板發電成本小得多。

阿維德·胡貝爾德博士是開姆尼茨工業大學印刷和媒體技術學院的教授，他和他的研究團隊共同致力于3PV技術的研究已有三年多時間。他表示這是太陽能技術的一個典范轉移，他對未來的想象是全球所有平常的印刷廠都能生產出市場需要的3PV太陽電池板。

阿維德·胡貝爾德博士和他的團隊成員Tino Zillger、Bystrik Trnovec Mozzam Ali和Nora Wetzold在關于電池的特性描述方面，得到了維爾茨堡大學同仁們的支持。研究成果現已發表在學術期刊《先進能源材料》上，據報告，這些在開姆尼茨印刷出來的電池，實現了1.3%的能量轉換效率。

研究人員選用了一種新型材料。在一個特殊的印刷工藝過程中，天然氧化鋅被當做基區電極使用。透明的輔助電極由導電高分子印刷出來，是一種導電聚合物。該項目帶頭人Tino Zillger表示：“這種材料我們經常使用，我們對3PV太陽電池板有信心，相信它還可以更進一步的提高。”

對于用學院實驗室里的滾筒印刷機就能生產出非常穩定的3PV太陽電池板，阿維德·胡貝爾德博士和他的團隊成員們也感到有些吃驚。印刷和媒體技術學院主席說：“我們在印刷電子技術這個領域的長期經驗，在這兒運用得非常好。”

阿維德·胡貝爾德博士表示，總的來說，所有紙上太陽電池在擁有當前最先進技術水平的基礎上，還具備一些獨特優勢，這要歸因于生產效率和低材料成本。進一步深入研究的目的在于至少提高5%的效率，這是為了確保太陽電池能一直具備經濟吸引力，盡管其使用壽命還不到一年。

阿維德·胡貝爾德博士解釋說：“在自然界，我們找到了針對這一策略的模型：即使是只有中等能量轉換效率的綠葉，其效率也達到4%～7%，壽命也不超過一年。然而，這個方法顯然是成功的。” 紙上太陽電池板能夠有助于整體能源供應的想法適用于一個應用領域。

開姆尼茨工業大學的研究人員已經表明，運用這些紙上太陽電池板，還可以驅動小型電器設備。這開啟了以一種簡單而自立的“紙上能源”方式給移動設備提供能源的先河。舉例來說，智能包裝，從顯示器到傳感器，它可以涵蓋許多附加功能。操作紙上太陽電池板也可以非常簡單。

Tino Zillger展示了一個3PV光伏組件生產的可行解決方案：這些紙帶可以在商業臨時緊固件的幫助下連接起來，并立刻產生電流。使用完后，這些紙上太陽電池板可以像其他任何廢紙一樣再次被回收利用。因此，根據阿維德·胡貝爾德博士的話，它不僅僅能生產可再生能源，就連這個紙上太陽電池板自身都是由可再生能源組成的，所以它的的確確是可再生能源。