Metoda obwodów drukowanych umożliwi produkcję przezroczystych paneli słonecznych

Metoda obwodów drukowanych umożliwi produkcję przezroczystych paneli słonecznych

Naukowcy ze związanej z University of Illinois firmy Semprius opracowali technikę pozwalającą drukować obwody elektroniczne na dużych powierzchniach. Może ona posłużyć do produkcji cienkich i przezroczystych paneli słonecznych instalowanych jako powłoka na szybach.

Dzięki nowej metodzie, po raz pierwszy obwody są tworzone na płytce półprzewodnikowej przy użyciu technik obróbki charakterystycznych dla płytek konwencjonalnych. Następnie specjalny chemiczny proces mokrego trawienia oddziela chipy od powierzchni płytki głównej. Tak uformowane elementy półprzewodnika mogą być 10 do 100 razy cieńsze niż sama płytka.

„Nie znamy nikogo, kto by je w ten sposób oddzielił na potrzeby elektroniki.” – powiedział profesor John Rogers z University of Illinois, jeden z autorów odkrycia.

Silikonowy stempel unosi elementy półprzewodnikowe i umieszcza je na podłożu pokrytym cienka warstwą polimerowego kleju, identycznego jak ten stosowany w konwencjonalnej elektronice. Rogers przekonuje jednak, że możliwe jest drukowanie bez warstwy klejącej. „Materiał stempla ma bardzo niewielką energię powierzchniową, w związku z czym siła przyciągania półprzewodników jest bardzo mała.” – powiedział Rogers. Różnica w naturalnych własnościach materiału silikonowego stempla oraz docelowego podłoża sprawia, że półprzewodniki przenoszą się naturalnie bez konieczności stosowania dodatkowej lepkiej warstwy.

Zwykła metoda stemplowania może przenieść na podłoże dziesiątki tysięcy pojedynczych krzemowych tasiemek, czy elementów urządzenia, jak tranzystory i diody.

Dobór podłoża jest praktycznie nieograniczony, gdyż produkcja krzemowych płytek jest zupełnie niezależna od podłoża produkowanego urządzenia. Oznacza to, że mogą być wykorzystywana zarówno obróbka wysoka temperaturą, litografia, jak i czyszczenie kwasami, czy innymi chemikaliami.

Rogers stwierdził, że przy wykorzystaniu narzędzi, którymi dysponuje dzisiaj, wydajność procesu kształtuje się na poziomie 99,9 procenta. Wyniki te muszą jednak dla takich zastosowań jak wyświetlacze zostać poprawione. „Jesteśmy jednak optymistami, gdyż istnieje wiele sposobów na to, by je poprawić.” – dodał Rogers.

Precyzja umieszczenia jest na poziomie jednego mikrona. Ten akurat parametr wystarczy dla wszystkich zastosowań, z wyświetlaczami włącznie.

Firma opracowała również prototypy paneli słonecznych. Moduły takie wyglądają dziś identycznie jak standardowe panele słoneczne, jednakże zespół z University of Illinois pracuje nad koncepcją przezroczystego panelu.

„Semprius jest jak najbardziej zainteresowana tym projektem, jednakże dziś z naszego punktu widzenia najistotniejsze jest stworzenie niedrogiego zamiennika dla paneli słonecznych, które są już zainstalowane.” – powiedział Rogers.

(lk)