沙特研制出超薄无毒薄膜太阳能电池
发布日期：2020/9/9
铟延展性、抗腐蚀、导电性表现都不错，被广泛应用在航天、医疗、电子工业，也价格昂贵。不过现在沙特阿拉伯科学家研发出不含铟的超薄太阳能，虽然效率比不上传统硅晶太阳能，但是可以采用喷涂制程与可挠基板，不论灵活性还是可塑性，都略胜一筹。根据实验，全新电池轻薄到能直接贴在肥皂泡泡上。
在薄膜太阳能技术中，铜铟镓硒型（CIGS）太阳能转换效率最高，小面积电池效率已经达到20.3%，模块的效率也已达14%。只是共蒸镀及真空溅镀制程成本相当昂贵，目前科学家正努力研发出高转换效率、制造成本又低的薄膜太阳能电池。
对此沙特阿拉伯阿布都拉国王科技大学（KAUST）科学家研发出一种可全喷涂印刷制造，不需要贵金属铟的太阳能电池。团队为太阳能电池调配出一款特殊的功能性油墨，其中喷墨印刷本身就是一门学问，需要克服墨盒与墨水之间的分子间作用力，才能从非常小的喷嘴喷射出小小滴的油墨，也要注意油墨能否顺利转变成干燥墨膜、薄膜成品质量等等。
研究团队研发的电池电极为透明导电聚合物PEDOT：PSS，中间夹着一层有机太阳能材料、外层再涂上防水的聚对二甲苯，避免太阳能电池因为风吹雨淋受损。实际在玻璃基板上测试后，发现全新喷涂式太阳能电池的功率转换效率为4.73%。虽然效率没有很高，但已经打破过去最高的4.1%纪录，不过若是基板换成可挠式材料，效率会下降到3.6%。
研究团队认为，虽然效率不高，但这种技术另有优势。喷墨印刷制程能多样化太阳能板设计，喷墨印刷可透过计算机辅助，将墨水准确地喷印于特定的位置上，制作出各式特殊元件，也同时具有节省原料、降低成本、不需开模等特性。
另外，这种电池不含有毒且稀少的铟，新型太阳能电池也非常轻巧，团队为了展示全新的太阳能喷涂技术，还把超轻薄的太阳能电池贴在肥皂泡泡上。团队的研究主要目标为研发轻巧柔性、能在室内灯光下直接发电的太阳能板研究。因此团队指出，这种太阳能电池可以应用在小型传感器、穿戴式电子设备、电子皮肤、飞行器传感器或是生物传感器等，毕竟上述的设备发展都受限于电池大小。
来源：中国航空报
