用喷墨打印的薄皮太阳能电池板

太阳能电池现在可以制造得如此薄、轻和灵活，以至于它们可以放在肥皂泡上休息。这种新的电池可以有效地从光中捕捉能量，可以为传统能源不适合的新型电子设备(如医用皮肤贴片)提供另一种供电方式。领导这项研究的Derya Baran团队的博士后伊洛伊斯·比哈尔说，机器人的电子皮肤、飞行设备的传感器以及用于检测疾病的生物传感器的巨大发展在能源方面都是有限的。我们不再使用笨重的电池或与电网连接，而是考虑使用轻便、超薄的光能来获取能量，无论是室内还是室外。

到目前为止，超薄有机太阳能电池通常是通过旋涂或热蒸发制造的，这些方法不具有可扩展性，并且限制了器件的几何形状。这项技术涉及使用一种名为ITO(ITO)的透明、导电、但脆硬的材料作为电极。为了克服这些限制，研究小组申请了。巴兰团队的博士生丹尼尔·科尔佐(Daniel Corzo)说，我们为太阳能电池架构的每一层都设计了功能墨水。

代替ITO，研究小组打印了一种透明、灵活、导电的聚合物，名为PEDOT：PSS，或聚(3，4-乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐。电极层夹在一种捕光有机光伏材料中。整个装置可以密封在聚对二甲苯中，对二甲苯是一种柔软的、防水的、生物相容的保护涂层。

科尔佐指出，尽管喷墨打印非常适合放大和低成本制造，但开发功能油墨是一个挑战。他说，喷墨打印本身就是一门科学。要从非常小的喷嘴喷出非常细的液滴，需要克服墨盒内的水滴和墨水。一旦油墨沉淀下来，溶剂也起着重要的作用，因为干燥行为会影响胶片的质量。

在优化了设备每一层的墨水成分后，太阳能电池被打印到玻璃上，以测试它们的性能。他们实现了4.73%的个人消费支出(PCE)，打破了之前全印刷电池4.1%的纪录。该团队还首次展示了他们可以在超薄的柔性衬底上打印细胞，PCE达到3.6%。

比哈尔说，我们的发现标志着新一代多功能、超轻质打印机的垫脚石，这种打印机可以用作电源，也可以集成到基于皮肤的或植入式医疗设备中。更多信息：ELOíse Bihar等人，完全喷墨印刷，超薄和整合的有机光伏作为基于交联PEDOT的电源：PSS电极，先进材料技术(2020)。Doi：10.1002/adt.202000226。

引用：用喷墨打印的薄皮太阳能电池板(2020年8月27日)，从https://phys.org/news/2020-08-thin-skinned-solar-panels-inkjet.html检索。

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