Energi
De kan printa solceller med bläckstråleskrivare
Saudiarabien har utvecklat ny teknik för att tillverka organiska solceller. Forskarnas bläckstråleskrivare gör dem så tunna att de kan vila ovanpå en såpbubbla.
I stället för att använda material som kisel för att omvandla solljuset till el utgår organiska solceller från kolbaserade material, inklusive polymerer. Forskare har dock arbetat för att få upp verkningsgraden i de senare, som levererar mindre än konventionella celler. Och ett hett område är böjliga organiska solceller som exempelvis kan användas i bärbar teknik, wearables.
Nu kan King Abdullah University of Science & Technology ha tagit nästa skutt i utvecklingen. Forskarna har lyckats printa organiska solceller med en bläckstråleskrivare, och fått dem så tunna, lätta och böjliga att de kan vila ovanpå en såpbubbla. Det öppnar för applikationsområden som exempelvis smarta plåster – med en egen strömförsörjning.
"Den otroliga utvecklingen inom elektroniska höljen för robotar, sensorer för flygfarkoster och biosensorer som kan upptäcka sjukdomar begränsas av bristen på energikällor. I stället för klumpiga batterier eller en koppling till elnätet tänkte vi att man kunde använda lätta, ultratunna solceller för att samla in energin från solljuset, oavsett om det är inomhus eller utomhus", säger Eloise Bihar, som ledde forskningsarbetet vid universitetet.
Solcellerna skrevs ut på glas. Teamet tog fram ett "skrivarbläck" för varje specifikt lager i solcellens sandwichstruktur. I stället för att använda indiumtennoxid valde de en ledande transparent polymer, pedot:PSS. Hela strukturen kan sedan inneslutas i parylene, ett böjbart, biokompatibelt material som gör solcellen vattentät.
"Utskrifter med bläckstråleskrivare är en vetenskap i sig. De intramolekylära krafterna mellan patronen och bläcket måste överkommas innan man kan få ut riktigt små droppar ur det lilla skrivarhuvudet. Lösningsmedel spelar också en viktig roll när bläcket väl har tryckts, detta eftersom beteendet under torkningen påverkar filmens kvalitet", säger studenten Daniel Corzo.
Forskarnas nådde en verkningsgrad på 4,1 procent för den färdigprintade solcellen. Utskriven på ett ultratunnt, böjligt substrat nåddes en verkningsgrad på 3,6 procent.
