Möglicherweise können Handys bald aufgeladen, der Farbton der Fenster geändert oder kleine Spielzeuge mit Peel-and-Stick-Versionen von Solarzellen betrieben werden.
In der Online-Version von Scientific Reports, einer Tochter des britischen Wissenschaftsmagazins Nature, erscheint ein wissenschaftlicher Artikel mit dem Titel „Peel and Stick: Herstellung von Dünnschichtsolarzellen auf universellen Substraten“.
Peel-and-Stick- oder WTP-Technologien (Water-Assisted Transfering) wurden von der Stanford-Gruppe entwickelt und bereits für nanodrahtbasierte Elektronik eingesetzt. Die Stanford-NREL-Partnerschaft führte jedoch die erste erfolgreiche Demonstration unter Verwendung von Dünnschichtsolaren durch Zellen, sagte NREL-Chefwissenschaftler Qi Wang.
Bildnachweis: Stanford
Die Universität und NREL haben gezeigt, dass Dünnschichtsolarzellen mit einer Dicke von weniger als einem Mikrometer von einem Siliziumsubstrat, das zur Herstellung verwendet wird, durch Eintauchen in Wasser bei Raumtemperatur entfernt werden können. Nach einigen Sekunden Hitzeeinwirkung von ca. 90 ° C können sie sich dann auf nahezu jeder Oberfläche festsetzen.
Wang traf Stanfords Xiaolin Zheng letztes Jahr auf einer Konferenz, bei der Wang einen Vortrag über Solarzellen hielt und Zheng über ihre Peel-and-Stick-Technologie sprach. Zheng erkannte, dass NREL die Art von Solarzellen hatte, die für ihr Peel-and-Stick-Projekt benötigt wurden.
NREL-Zellen ließen sich leicht auf Stanfords Abziehsubstrat herstellen. NRELs amorphe Siliziumzellen wurden auf nickelbeschichteten Si / SiO2-Wafern hergestellt. Ein an der Oberseite der Solarzelle angebrachtes Thermofreisetzungsband dient als vorübergehender Übertragungshalter. Eine optionale transparente Schutzschicht wird zwischen das Thermoband und die Solarzelle geschleudert, um eine Kontamination beim Eintauchen des Geräts in Wasser zu verhindern. Das Ergebnis ist ein dünner Streifen ähnlich einem Autoaufkleber: Der Benutzer kann den Handler abziehen und die Solarzelle direkt auf eine Oberfläche aufbringen.
"Es war eine recht erfolgreiche Zusammenarbeit", sagte Wang. „Wir konnten es gut abziehen und die Zelle vorher und nachher testen. Wir haben fast keine Verschlechterung der Leistung aufgrund des Ablösens festgestellt. “
Zheng sagte, die Partnerschaft mit NREL sei der Schlüssel für diese erfolgreiche Arbeit. "NREL verfügt über jahrelange Erfahrung mit Dünnschichtsolarzellen, die es uns ermöglichte, auf ihrem Erfolg aufzubauen", sagte Zheng. "Qi Wang und (NREL-Ingenieur) William Nemeth sind sehr wertvolle und effiziente Mitarbeiter."
Die Stanford-Gruppe, angeführt von Xiaolin Zheng, entdeckte eine Methode zur Herstellung von Dünnschichtsolarzellen auf einem starren Siliziumwafer (wie traditionell üblich) mit einer Nickelschicht (der Durchbruch).
Zheng, die Zellen können an fast jeder Oberfläche angebracht werden, da auf den endgültigen Trägersubstraten fast keine Herstellung erforderlich ist.
Die Fähigkeit der Zellen, an einem universellen Substrat zu haften, ist ungewöhnlich. Die meisten Dünnschichtzellen müssen auf einem speziellen Untergrund befestigt werden. Der Peel-and-Stick-Ansatz ermöglicht die Verwendung flexibler Polymersubstrate und hoher Verarbeitungstemperaturen. Die resultierenden flexiblen, leichten und transparenten Geräte können dann auf gekrümmten Oberflächen wie Militärhelmen und tragbarer Elektronik, Transistoren und Sensoren integriert werden.
In Zukunft werden die Mitarbeiter Peel-and-Stick-Zellen testen, die bei noch höheren Temperaturen verarbeitet werden und mehr Leistung bieten.
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