噴墨打印超薄太陽能電池 可擺脫對稀有礦石的依賴

據外媒報道，沙特阿拉伯的研究人員開發出了薄的有機太陽能電池，這種電池和同類電池相比擁有一些優勢。據了解，這種新型太陽能電池效率更高，其使用了更多的普通元件并可以被噴墨印刷到表面上進而能夠實現足夠的輕便靈活，而這能為可穿戴電子設備所用。

這種新型太陽能電池設計是完全可打印的，每層都用不同的專業墨水打印出來。電極則由一種叫做PEDOT：PSS的透明導電聚合物制成，中間有一層有機光伏材料。外面是一層聚乙烯，這是一層防水涂層，它可以幫助密封電子產品抵御天氣帶來的影響。

“我們為太陽能電池結構的每一層都設計了功能性墨水，”該研究的論文作者Daniel Corzo表示，“噴墨打印本身就是一門科學，墨盒和墨水需要克服分子間的作用力，才能從非常小的噴嘴噴出非常細的水滴。溶劑在油墨沉積后也起著重要的作用，因為干燥行為影響著膜的質量。”

研究小組發現，在玻璃板上進行的測試中，新型打印太陽能電池的能量轉換效率達到了4.73%。這在太陽能電池領域雖不算高，但該團隊表示，這打破了之前全打印電池4.1%的記錄。另外，它的性能也優于其他類型的超薄太陽能電池。當印刷在柔性基板上時，轉化效率則下降到了3.6%。

但它們卻以其他方式彌補了整體效率的不足。噴墨打印技術讓它們比其他超薄太陽能電池更具可擴展性，超薄太陽能電池通常使用的是紡絲涂層或熱蒸發等技術制造。此外，它們還不含銦——一種有毒且越來越稀有的金屬，常用于太陽能電池。

這種新型太陽能電池非常輕，研究小組將其放置在肥皂泡表面證明了這一點。該團隊說，這種輕、靈活的太陽能電池可以用來為小型傳感器、可穿戴電子設備和其他低能量設備供電。

“機器人的電子皮膚、飛行設備的傳感器和檢測疾病的生物傳感器的巨大發展都受到能源來源的限制，”該研究作者之一Elo?se Bihar指出，“與其使用笨重的電池或連接到電網，我們考慮使用輕便、超薄的有機太陽能電池從室內或室外的光線中獲取能量。