Die flexible Solarzellenforschung ist eine Technologie auf Forschungsebene, ein Beispiel dafür wurde am Massachusetts Institute of Technology geschaffen, in der Solarzellen durch Abscheiden von photovoltaischem Material auf flexiblen Substraten, wie gewöhnlichem Papier, unter Verwendung der chemischen Gasphasenabscheidungstechnologie hergestellt werden. Die Technologie zur Herstellung von Solarzellen auf Papier wurde von einer Gruppe von Forschern des Massachusetts Institute of Technology mit Unterstützung der National Science Foundation und des Environmental Frontiers-Programms der Eni-MIT entwickelt.
Eigenschaften
Schaltkreise von organischen photovoltaischen Materialien werden in fünf Schichten auf gewöhnlichen Papiersubstraten in einer Vakuumkammer abgeschieden. Dies geschieht durch Beschichten von konformen leitfähigen Polymerelektroden mit oxidativem chemischem Dampf, einem als chemische Gasphasenabscheidung bekannten Verfahren. Solche Solarmodule können Spannungen von mehr als 50 V erzeugen, die wiederum Geräte unter normalen Lichtbedingungen mit Strom versorgen können. Die Solarzelle wird auch als flexibel gezeigt. Das leitfähige Solarzellengitter ähnelt einem Tintenstrahl-Fotoausdruck mit gemusterten Rechtecken. Wenn Leitungen an dem elektrischen Substrat angebracht sind, wird gezeigt, dass sie elektrische Geräte mit Strom versorgen. Es wird behauptet, dass die Kosten des „Druckens“ (wie es MIT beschreibt) ähnlich denen des Tintenstrahl-Fotodrucks sind. Diese Technologie verwendet Aufdampfungstemperaturen von weniger als 120 ° C, was die Herstellung auf normalem Papier erleichtert. Die derzeitige Effizienz des Panels liegt nahe bei 1%, was der Forscher hoffentlich in naher Zukunft verbessern wird.
Testen
Die Schaltung wurde auch getestet, indem die photovoltaischen Materialien auf einem Polyethylenterephthalat (PET) -Substrat abgeschieden wurden. Die PET-Folie wurde 1000 Mal gefaltet und entfaltet, und es wurde keine offensichtliche Verschlechterung der Leistung beobachtet, während gewöhnliche photovoltaische Materialien, die auf PET abgelagert wurden, mit nur einer einzigen Falte verschlechtert wurden. Die Solarzelle wurde auch durch einen Laserdrucker geführt, um ihre fortgesetzte Leistungsfähigkeit nach dem Aussetzen gegenüber [etwas] hohen Temperaturen zu demonstrieren, und sie behielt ihre Eigenschaften nach dem Verfahren bei.
Vorteile
Bei herkömmlichen Solarpaneelen sind die tragenden Strukturen des Paneels, wie Glas, Halterungen usw., meistens doppelt so teuer wie die auf ihnen hergestellten photovoltaischen Materialien. Da Papier ungefähr ein Tausendstel Glas kostet, können Solarzellen, die Druckverfahren verwenden, viel billiger sein als herkömmliche Solarzellen. Auch andere Verfahren, die das Beschichten von Papieren mit Materialien umfassen, umfassen zuerst das Beschichten des Papiers mit einem glatten Material, um der molekularen Schuppenrauigkeit von Papier entgegenzuwirken. Bei diesem Verfahren kann das photovoltaische Material jedoch direkt auf unbehandeltes Papier aufgetragen werden.
Anwendungen
Wenn solche Solarzellen eine ausreichende technologische Reife erreichen können, können sie als Tapeten und Jalousien zur Erzeugung von Strom aus der Raumbeleuchtung verwendet werden. Sie können auch auf Kleidung hergestellt werden, die wiederum zum Aufladen von tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen und Media Playern verwendet werden kann.
Flexible Solarmodule können auf gekrümmten Dächern oder auf Dächern verwendet werden, bei denen die Installation eines Rack-Montagesystems nicht sinnvoll ist.
Nachteile
Um im Freien mehr als 20 Jahre lang den Elementen ausgesetzt zu sein, müssen solche Solarzellen mit einer Frontplatte aus einem UV-beständigen Fluorpolymer oder einem thermoplastischen Olefin anstelle des in herkömmlichen Solarzellen verwendeten Glases versehen werden, was vergleichsweise kostengünstig ist. Solarzellen müssen versiegelt werden, damit Wasser und Sauerstoff nicht durch oxidativen Abbau in die Zellen gelangen und diese zerstören können.