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可折叠太阳能电池 “透明纸”将改变电子元器件未来

2013-07-05 09:48来源:日经能源环境网关键词:太阳能电池薄膜太阳能电池太阳能收藏点赞

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能木副教授认为,如果使用这种纤维素纳米纤维制作透明纸,或许可应用于“印刷电子”这一最尖端的电子领域。例如,能够制造出可折叠至很小、方便搬运、可在任何场所发电的太阳能电池等实际产品。

印刷电子是指尝试利用印刷技术制造液晶显示器、有机EL显示器及太阳能电池等电子元器件的电子技术。作为可实现节能及削减成本的技术而备受期待,目前已在部分领域开始应用。

例如,制造半导体时,目前通常使用“光刻”这种方法。即以真空状态,在500~800℃的高温下将材料层叠在基板上,然后削除不要的部分。而如果使用印刷技术,就可在200℃左右的低温下,只在基板所需的位置涂布材料。因此不会浪费材料,还可节能、削减环境负荷以及降低成本。并且,如果基板使用较薄且可弯曲的材料,还可实现电子元器件的柔性化及轻量化。还易于实现大面积化。

普通纸与透明纸。(提供:能木副教授)

不过,难以直接使用原有的塑料薄膜。这是因为其耐热温度低于200℃,而且热膨胀率较高。以纳米单位精密地印刷电子电路和元件时,如果热膨胀率较高、伸缩幅度较大,进行调整的难度就会相应提高。

而透明纸的热分解温度与普通纸张一样,约为230℃,比塑料要高,而且透明纸的热膨胀率与石英玻璃相当。因此透明纸可与现有玻璃基板一样,放在生产线上进行加工。并且,纤维素纳米纤维之间能以极高的密度形成氢键,因此透明纸具有可与碳纤维强化塑料相匹敌的高“弹性模量”,也就是说具有不易变形的特性。

总之,透明纸可以解决塑料薄膜存在的所有课题。并且与玻璃相比,又轻又薄,还不易碎。还可折叠成很小,方便携带。

关于透明纸的特点,能木副教授解释说:“就相当于利用木材制作出了可折叠的薄板玻璃。”

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