Det kan snart være muligt at oplade mobiltelefoner, skifte farvetone på windows eller tænke små legetøj med skræl-og-stick-versioner af solceller.
En videnskabelig artikel, "Peel and Stick: Fabricating Thin Film Solar Cells on Universal Substrates," vises i online-versionen af Scientific Reports, et datterselskab af det britiske videnskabelige tidsskrift Nature.
Peel-and-stick, eller vandassisteret overførsel (WTP), teknologier blev udviklet af Stanford-gruppen og er blevet brugt før til nanowire-baseret elektronik, men Stanford-NREL-partnerskabet har gennemført den første succesrige demonstration ved hjælp af faktisk tynd film celler, sagde NREL-hovedforsker Qi Wang.
Billedkredit: Stanford
Universitetet og NREL viste, at tyndfilms solceller, der er mindre end en mikron tykke, kan fjernes fra et siliciumsubstrat, der anvendes til fremstilling ved at dyppe dem i vand ved stuetemperatur. Efter udsættelse for varme på ca. 90 ° C i nogle få sekunder kan de derefter fastgøres til næsten enhver overflade.
Wang mødte Stanfords Xiaolin Zheng på en konference sidste år, hvor Wang holdt et foredrag om solceller og Zheng talte om hendes skræl-og-stick-teknologi. Zheng indså, at NREL havde den type solceller, der var nødvendige til sit skræl-og-stick-projekt.
NREL's celler kunne let fremstilles på Stanfords afskalningsunderlag. NRELs amorfe siliciumceller blev fremstillet på nikkelovertrukne Si / SiO2-skiver. Et termisk frigørelsestape fastgjort til toppen af solcellen fungerer som en midlertidig overførselsholder. Et valgfrit gennemsigtigt beskyttelseslag spin-støbes mellem termisk bånd og solcelle for at forhindre kontaminering, når enheden dyppes i vand. Resultatet er en tynd strimmel, der ligner et kofangermærkat: Brugeren kan skrælme af håndtereren og anvende solcellen direkte på en overflade.
”Det har været et ret succesrig samarbejde,” sagde Wang. ”Vi var i stand til at skrælle den fint ud og teste cellen både før og efter. Vi fandt næsten ingen forringelse i ydeevnen på grund af afskalningen. ”
Zheng sagde, at partnerskabet med NREL er nøglen til dette succesrige arbejde. ”NREL har mange års erfaring med tynde film-solceller, der gjorde det muligt for os at bygge videre på deres succes,” sagde Zheng. ”Qi Wang og (NREL-ingeniør) William Nemeth er meget værdifulde og effektive samarbejdspartnere.”
Stanford-gruppen, ledet af Xiaolin Zheng, opdagede en metode til fremstilling af tynde film-solceller på en stiv siliciumskive (som traditionelt gøres) med et lag nikkel ovenpå (gennembrudet).
Zheng sagde, at cellerne kan monteres på næsten enhver overflade, fordi næsten ingen fremstilling er påkrævet på de endelige bærersubstrater.
Cellenes evne til at klæbe til et universelt underlag er usædvanligt; de fleste tyndfilmceller skal anbringes på et specielt underlag. Peeling-and-stick-fremgangsmåden tillader anvendelse af fleksible polymersubstrater og høje behandlingstemperaturer. De resulterende fleksible, lette og gennemsigtige enheder kan derefter integreres på buede overflader, såsom militære hjelme og bærbar elektronik, transistorer og sensorer.
I fremtiden vil samarbejdspartnerne teste skræl-og-stick-celler, der behandles ved endnu højere temperaturer og tilbyder mere kraft.
Via NREL