噴涂式太陽能電池技術(shù)可望成真

產(chǎn)業(yè)界對噴涂式（spray-on）太陽能電池技術(shù)已經(jīng)夢想了十年，現(xiàn)在IBM的加拿大研發(fā)中心──由包括多倫多大學(xué)（University of Toronto）在內(nèi)之七所大學(xué)組成的聯(lián)盟──有可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了實現(xiàn)噴涂式太陽能技術(shù)的關(guān)鍵。IBM研究人員透露，噴涂式太陽能電池技術(shù)的秘密成分是膠狀量子點（colloidal quantum dots）。 　　IBM員工、目前以博士后研究員身分參與多倫多大學(xué)教授TedSargent所率領(lǐng)之團隊的Illlan Kramer表示：“膠狀量子點是懸浮在液相中的半導(dǎo)體奈米粒子，非常微小、肉眼不可見，但是能讓溶液看起來是黑色的，就像墨水一樣。當(dāng)你有像這樣的材料，你就能盡情想像該怎么將它們沉積到薄膜上──利用噴墨印刷、狹縫擠壓涂布（slotdie coating）或是噴涂方法。”他指出，研究團隊用油墨溶液以及噴涂霧滴尺寸的膠狀量子點，都達到了在接觸基板同時就幾乎干燥的效果。 　　量子點在高亮度LED以及創(chuàng)新的窗戶內(nèi)建太陽能電池中有越來越多應(yīng)用，IBM的加拿大研發(fā)中心與多倫多大學(xué)相信，他們已經(jīng)朝向利用量子點在本世紀(jì)實現(xiàn)噴涂式太陽能電池技術(shù)的道路前進。Kramer將新開發(fā)的制程技術(shù)叫做SprayLD，因為是采用原子層沉積（ALD）設(shè)備；他表示，團隊已經(jīng)在平面玻璃基板、軟性塑膠基板以及半球形玻璃基板上嘗試過噴涂技術(shù)，而且利用以上三種基板都成功產(chǎn)出了具功能的元件。 　　其中平面玻璃基板是最符合大量生產(chǎn)應(yīng)用的模擬方案，至于軟性基板以及半球型基板則是需要考量到可制造性；Kramer表示，若采用軟性基板，可以考慮采用像是印刷報紙那樣的卷軸式制程。至于透過半球型玻璃基板完成的概念驗證，研究團隊則設(shè)想出未來能直接將太陽能電池材料噴涂到非平面的物體表面上，例如飛機機翼或汽車擋泥板。 　　SprayLD技術(shù)能直接應(yīng)用在不限形狀的幾乎各種表面上進行量產(chǎn)，Kramer的愿景是利用卷軸式制程打造出能應(yīng)用在各種表面的薄膜，例如陽臺上的家具或是飛機機翼、汽車外殼等；接下來研究人員將進一步將該技術(shù)最佳化以提升效率。Kramer表示，目前研究團隊的噴涂式太陽能電池已經(jīng)達成了8.1%的能源轉(zhuǎn)換效率，而他們將致力于將效率提升到10%的商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵門檻。 　　Kramer指出：“我們正在持續(xù)改善其能源轉(zhuǎn)換效率，同時也試圖將制程升級到支援生產(chǎn)更大尺寸的太陽能電池；預(yù)期在5~10年內(nèi)，人們就能在市場上看到采用該技術(shù)的太陽能電池。”IBM的加拿大研發(fā)中心是在2012年與七所大學(xué)合作成立，總投資金額為2.1億美元（其中IBM投資1.75億美元）。