Напечатанные солнечные панели могут генерировать электроэнергию из существующей инфраструктуры

Aug 22, 2023

Университет Суонси

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

В то время как мир стремится перейти на возобновляемые источники энергии, инвестиции в солнечную энергетику набирают обороты. Хотя эта технология коммерчески доступна уже несколько десятилетий, темпы ее внедрения часто замедляются из-за таких ограничений, как стоимость или отсутствие земли для крупных солнечных ферм.

Элементы на основе перовскита являются новейшим дополнением к фотоэлектрическим элементам, и их появление помогло исследователям значительно улучшить преобразование энергии в солнечных элементах.

Исследователи из Центра разработки экологически чистых продуктов инновационных функциональных промышленных покрытий (SPECIFIC), британского центра инноваций и знаний при Университете Суонси, продвинули солнечные элементы на основе перовскита на шаг дальше, сделав их совместимыми с используемым процессом изготовления рулонов. в производстве печатных солнечных элементов.

Ожидается, что это достижение еще больше снизит стоимость производства солнечных панелей на основе перовскита, тем самым улучшив их внедрение.

Компания Interest Engineering поговорила с Дэвидом Бейноном, старшим научным сотрудником SPECIFIC. Бейнон познакомил нас с традиционным процессом производства солнечных элементов на основе перовскита и объяснил, как этот процесс можно заменить чем-то более подходящим для крупномасштабного производства, например рулонной печати.

ИсследованияГейт

Интервью было немного отредактировано для ясности.

Интересная инженерия: Почему печатные солнечные элементы важны — какие преимущества они имеют по сравнению с обычными солнечными элементами?

Дэвид Бейнон: Существует потребность в низкоуглеродной возобновляемой энергии, поскольку мы отходим от ископаемого топлива, и поэтому спрос на производство солнечной энергии растет. Кремниевая фотоэлектрическая батарея является признанной технологией, и ее установка растет во всем мире, однако эти солнечные панели энергоемки в производстве, жестки и подвержены повреждениям, особенно во время транспортировки.

Перовскитные солнечные элементы могут повысить эффективность существующих кремниевых фотоэлектрических элементов за счет производства тандемных кремниево-перовскитных элементов, на этом сосредоточены такие компании, как Oxford PV. Наши исследования в области рулонной печати гибких перовскитных солнечных элементов имеют преимущество, заключающееся в крупносерийном недорогом производстве на прочных гибких пластиковых подложках, которые легко транспортировать и развертывать.

Что такое чернила для угольных электродов и как они производятся?

В перовскитных солнечных элементах обычно осаждаются полупроводниковые и фотоактивные слои перовскита, а затем наносится напыленный металлический электрод для завершения фотоэлектрического элемента.

Испарение электрода, обычно драгоценного металла, такого как золото, происходит в вакуумной камере, где металл нагревается до тех пор, пока он не испаряется, проходя через маску и конденсируясь на образце. Это расточительный и дорогостоящий процесс, несовместимый с высокоскоростной рулонной печатью.

Чернила с углеродным электродом заменяют этот процесс, позволяя печатать весь пакет перовскитовых устройств с рулона на рулон, так что пластиковую пленку можно подавать в печатный станок, а в конце выходят готовые солнечные элементы.

Углеродные чернила специально разработаны для совместимости с перовскитным материалом и процессом покрытия щелевой матрицы путем сочетания проводящих углеродных частиц, полимерного связующего и растворителя.

Комбинация полимера и растворителя тщательно контролируется, чтобы чернила могли течь через наносящую головку, образуя непрерывные электроды, которые образуются, когда растворитель испаряется, оставляя проводящий углерод, связанный вместе полимерным связующим.

Университет Суонси

Какова скорость производства, которой вы достигли в лаборатории? Чем он отличается от традиционных методов производства?

Мы работаем на опытно-промышленном производстве рулонов со стандартизированной обработкой со скоростью 1 м/мин, хотя у нас есть возможность увеличить производительность, что дает производство 18 000 см2 за 20 минут по сравнению с типичным методом центрифугирования, при котором можно обработать 156 см2. покрыты в те же сроки.