Forskere printer solceller på toiletpapir, andre sarte materialer (med video)

For at demonstrere, hvordan en ny fremstillingsteknik kan printe solceller på ekstremt tynde, fleksible materialer, forskere fra MIT har mønstret solceller på almindeligt toiletpapir. Mens toiletpapir kan være et usandsynligt substrat til praktiske solcelleapplikationer, det illustrerer alsidigheden af ​​teknikken til lavprisudskrivning på en lang række materialer.

Karen Gleason, en kemiingeniør professor ved MIT, sammen med kandidatstuderende Miles Barr og andre, viste, at teknikken kunne bruges til at printe solceller på en række sarte materialer. Et eksempel er rispapir, som bruges til at lave forårsruller på restauranter og normalt opløses i våde processer. Da forskernes teknik er en tør, opløsningsmiddelfri proces, rispapiret forbliver intakt. Forskerne demonstrerede også teknikken på plastik Saran wrap, som afviser vand og normalt ville være svær at belægge.

Den nye metode, kaldet oxidativ kemisk dampaflejring (oCVD), involverer sprøjtning af en damp af en monomer og et oxidationsmiddel på et substrat. Monomeren og oxidationsmidlet polymeriserer, når de mødes og danner PEDOT-plast. Plasten i sig selv er ledende, men ledningsevnen kan øges yderligere op til 1, 000 gange ved at styre substrattemperaturen, så der dannes små nanoporer, som kan snøres med stærkt ledende sølvpartikler.

De printede solceller kan også modstå en del bøjning og strækning med minimal effekt på deres egenskaber. I test, forskerne bøjede et trykt plastiksubstrat til en radius på mindre end 5 mm mere end 1, 000 gange, og fandt ud af, at dens effektivitet stadig var 99 % af, hvad der var før bøjning. Elektroderne kan også bøjes og strækkes, og stadig bevaret deres ledningsevne. For yderligere at demonstrere metodens robusthed, Barr foldede et stykke papir trykt med solceller til et papirfly, og viste, at enheden stadig genererede en strøm.

MIT-professor Karen K. Gleason forklarer, hvordan kandidatstuderende Miles Barr folder en solcelle til et papirfly. Forskningen er en del af Eni-MIT Solar Frontiers Center. Videokredit:MIT.

Som forskerne bemærkede, papir betragtes typisk ikke som et godt substrat til solcelleanlæg, fordi det ikke er gennemsigtigt. Imidlertid, evnen til at printe solceller til en lav pris på fleksible, strækbare materialer kunne være meget nyttige til at gøre solceller mere udbredt. Da teknikken også kan bruges til at printe andre elektroniske enheder udover solceller, det kunne bruges til nye applikationer såsom print af elektronik på stof og andre fleksible skærme.

© 2010 PhysOrg.com