Ultratynde solceller printes direkte på overflader

De kan printes med en almindelig blækprinter og er så lette og fleksible, at de kan sidde fast på en sæbeboble. De ultratynde solceller peger mod en fremtid, hvor Solen driver alt fra din bærbare elektronik til mikrosensorer på kroppen.

De kan printes med en almindelig blækprinter og er så lette og fleksible, at de kan sidde fast på en sæbeboble. De ultratynde solceller peger mod en fremtid, hvor Solen driver alt fra din bærbare elektronik til mikrosensorer på kroppen.

Shutterstock

Forskere fra King Abdullah University of Science and Technology i Saudi Arabien har udviklet en ultratynd solcelle, som kan printes med en inkjet-printer direkte på den enhed, som den skal give strøm til.

Solcellen er så tynd og let, at forskerne var i stand til at lægge den på en sæbeboble.

Både det fotovoltaiske lag, der høster solenergien, og det beskyttende lag coating omkring selve solcellen er ekstremt fleksible og lette. Derfor kan cellen tilpasses alt fra bærbar elektronik til små sensorer – og sæbebobler.

© Anastasia Serin / King Abdullah University of Science and Technology

Ultratynde solceller er ikke nogen nyhed, men de saudiarabiske forskere har udviklet en række vigtige fremskridt.

Normalt laves elektroderne i de ultratynde solceller af det strømførende og gennemsigtige materiale indiumtinoxid, som desværre også både er giftigt og relativt dyrt. Når de tynde lag skal konstrueres, bruges en teknik, som hedder spin-coating, hvor indiumtinoxid lægges i midten af en roterende plade, så materialet gradvis bevæger sig mod pladens kanter og på den måde spredes tyndt.

Den nye solcelle fra Saudi Arabien er hverken giftig eller dyr, og så produceres den på en måde, som er væsentligt mere smidig og skalerbar end spin-coating.

Alle lagene i den nye solcelle printes nemlig i en inkjet-printer ligesom den, du har stående på kontoret. Forskerne opblander solcellens forskellige materialer i flydende form, så de får en slags blæk, der kan udskrives med stor præcision gennem printerens dysse lag for lag.

De ultratynde solceller består af en række lag som lægges på hinanden ved hjælp af en inkjet-printer.

© Anastasia Serin / King Abdullah University of Science and Technology

Solcelle kan sidde på kroppen

Solcellen er bygget op som en sandwich. I midten printes et fotovoltaisk lag, hvor materialer med henholdvis overskud og underskud af elektroner er blandet sammen. Når solens lys rammer laget, kan overskydende elektroner bliver slået løs, hvilket får dem til at bevæge sig mod underskuddet.

Omkring det fotovoltaiske lag printes et lag af zinkoxid, som de frie elektroner kan bevæge sig i. Til sidst lukkes sandwichen ved at printe elektroder af et strømførende materiale, som har det mundrette navn PEDOT:PSS.

Den nye solcelle har en effektivitet på 4,73 procent. Det er en forbedring på 0,63 procentpoint i forhold til andre ultratynde solceller, men der er stadig lang vej op til de almindelige silicium-solceller, der er på markedet i dag. Deres effektivitet ligger ofte omkring 20 procent.

Til gengæld er solcellerne så små og lette, at de vil kunne bruges i teknologier, hvor andre solceller vil være i vejen – for eksempel i helbredssensorer på menneskekroppen.