可折叠太阳能电池，“透明纸”将改变电子元器件未来

2013-7-5 11:09| 发布者: apple| 查看: 1651| 评论: 0|来自: 日经能源环境网

摘要: 日本大阪大学产业科学研究所副教授能木雅也开发出了一种“透明纸”，该产品具有塑料薄膜及薄板玻璃等材料不具备的出色特性。能木副教授为了充分利用其特性，还开发出了又轻又薄、可折叠至很小的太阳能电池。此项 ...

非加热、室温冲压的节能技术

   现在，有机薄膜太阳能电池的基板使用的是耐热性好、热膨胀率低的玻璃，而透明电极使用的则是氧化铟锡（ITO）透明导电膜。氧化铟锡透明导电膜不仅不耐弯折，还要使用稀有金属铟。而且成膜使用的是高温加热的“溅射法”，成本昂贵，与不耐高温的基板不相配。

   针对这种情况，能木副教授等人使用透明纸作为基板，使用银纳米线透明导电膜作为透明电极，开发出了新型有机薄膜太阳能电池。银纳米线透明导电膜是利用印刷技术等，把掺有银纳米线的油墨均匀涂抹在基板上制成的导电薄膜，具有相当好的柔性。

   能木副教授说：“作为氧化铟锡透明导电膜的替代品，银纳米线透明导电膜虽然备受期待，但表面太过粗糙。如果应用于薄膜厚度只有几纳米的有机电子元器件，很容易发生短路。因此，为了降低粗糙度，我试着自上而下进行了强力冲压。这虽说是外行的笨办法，但也制成了光滑的银纳米线透明导电膜，从而我们得以成功试制出了有机薄膜太阳能电池。而且，这种方法属于室温冲压，无需加热，因此还可作为节能技术加以推进。”

在普通的纸上印刷银纳米线透明导电膜后，纸张将能够通电。

   更令人高兴的是，实验结果证实，透明纸与银纳米线透明导电膜的粘着性明显高于塑料薄膜与银纳米线透明导电膜的粘着性，更加耐折叠。这样，就制成了又轻又薄、还可以折叠成小块的太阳能电池。

   今后，如果使用透明纸作为基板的有机薄膜太阳能电池实现实用化，将可应用于相当广泛的用途，例如房间的壁纸和窗帘、服装，甚至是需要折叠运输的航天太阳能电池板等。

   现在，在有机薄膜太阳能电池研发领域，研究人员开发出了许许多多的有机半导体材料，有些材料的能源转换效率甚至超过了10％。与之相比，能木副教授等人开发的太阳能电池的转换效率却仅为3％左右，但转换效率之所以低，原因在于使用的是标准材料，并不是因使用透明纸和银纳米线透明导电膜而使转换效率下降。

   能木副教授还介绍说：“而且，使用透明纸的太阳能电池即使反复折叠、展开，也不容易损坏，通过按照需要扩大发电面积，可以弥补转换效率低的不足之处。比方说，在徒步郊游时可以折小，随身携带，到达山上后再展开使用。”

　　融合透明纸与印刷电子技术

   不过，能木副教授本身是纤维素纳米纤维的研究者。因此他希望将太阳能电池的研发交由这方面的专家负责。

   最后，能木副教授笑着说道：“我的目标是将透明纸与印刷电子技术融合起来，开发出环境负荷低的低温电子制造技术，实现真正的低碳社会。建立起利用印刷技术在这种纸上安装最尖端电子部件的技术，创造出既轻又柔软的电子元器件。”

   “透明纸”源于自然，是从“林产学”这一农学领域诞生的崭新技术成果。虽然实现普及还需要解决认知、量产化等诸多课题，但我们殷切期待，这种新材料能够与最尖端的电子技术相结合，为实现舒适、环境负荷更低的社会做出贡献。

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