SVĚTLO 2012/117z odborného tiskuPo nedávném zveřejnění úspěšného zvládnutí technologie tištěných solárních článků v americkém Massachusettském technickém institutu (Massachusetts In-stitute of Technology, MIT), spočívající v nastříkání fotocitlivých vrstev ve vakuo-vé komoře na listy papíru [1], představili odborníci Technické univerzity v němec-kém Chemnitzu solární moduly, které se tisknou tiskařskými barvami s elektrickými vlastnostmi na standardní papír [2]. Tech-nologie označovaná zkratkou 3PV (printed paper photo voltaics) využívá běžné meto-dy tisku a standardní papíry jako pro časo-pisy, plakáty nebo obaly. Speciální tiskař-ské barvy s elektrickými vlastnostmi vytvá-řejí na papíře struktury, při jejichž osvětlení vzniká elektrický proud. Protože klasické metody rotačního tisku (hlubokotisk, fle-xotisk a ofsetový tisk), které se při tom po-užívají, jsou velmi levné, dodávají takto vy-ráběné solární moduly v porovnání s dnes běžnými technologiemi mnohem levnější proud. Profesor Dr. Arved Hübler z Ústa-vu pro techniku tisku a médií TU Chem-nitz, který se svým týmem na vývoji techno-logie 3PV již více než tři roky pracuje, ho-voří o převratné změně v solární technice. Podle jeho vize budou moci v budoucnu běžné tiskárny všude na světě levně vyrábět solární moduly technologií 3PV. Při výrobě tištěných solárních článků technikou 3PV se používá zcela nový po-stup a nové levné materiály na bázi orga-nických polymerů. Žádné drahé elektrody ze stříbra, zlata nebo směsného oxidu in-dia a cínu (ITO – Indium Tin Oxide) ne-jsou zapotřebí. Základní elektroda z přiro-zeně oxidovaného zinku se v tenké vrstvě nanáší standardním tiskařským procesem Solární články tištěné na papířena nosnou papírovou podložku (obr. 1). Na ni se tiskne fotovoltaická vrstva ze směsi polovodivého polymeru a fullere-nu P3HT: PCBM a nakonec průhledná protielektroda z levného vodivého a prů-hledného polymeru PEDOT:PSS (polye-tylen-dioxydtiofen). Všechny vyrobené so-lární články se pečlivě proměřují (obr. 2) a použité materiály se průběžně optimali-zují. Zatím se pracovníkům ústavu u po-lymerových solárních článků zhotovených novou technologií podařilo při přeměně energie slunečního záření na energii elek-trickou dosáhnout účinnosti asi 1,3 %, celý tým ale věří, že mohou parametry techno-logie 3PV ještě dále zlepšit. Jejich cílem je zvýšit účinnost na více než 5 %, aby solární články vyrobené technikou 3PV byly i při životnosti kratší než jeden rok ekonomic-ky zajímavé. „V přírodě nacházíme pro tuto strategii vzor: také zelené listy mají při přemě-ně světelné energie jen malou účinnost okolo čtyř až sedmi procent a životnost kratší než je-den rok, a přesto je tato cesta zřejmě úspěšná,“ říká profesor Hübler.Papírové solární články budou mít v bu-doucnu díky efektivní výrobě a nízkým ma-teriálovým nákladům velkou přednost opro-ti technologiím, které se dosud standardně používají. Výzkumníci TU Chemnitz ukáza-li, že již současný výkon postačuje, aby bylo možné malé elektrické mobilní přístroje jed-noduše a nezávisle (autarkně) napájet elek-trickým proudem z papírových solárních článků. To jim otevírá široké spektrum zají-mavých způsobů použití. Inteligentní obaly s natištěnými solárními články by v budouc-nu mohly třeba dodávat proud pro mnoho přídavných funkcí, od napájení senzorů, dis-plejů až po provoz malých bez-drátových vysílačů. Manipulace s papírovými solárními články je velmi jednoduchá. Tino Zill-ger, vědecký pracovník Ústa-vu pro techniku tisku a médií, který je za projekt zodpověd-ný, tuto skutečnost prezentuje na jednom z možných použití solárních modulů vyrobených technikou 3PV. Typický solární modul rozměrů asi 15 × 15 cm je tvořen několika proužky solár-ních článků natištěných na pa-píře (obr. 3). Moduly lze po-mocí běžných „patentek“ snad-no elektricky propojit do série. Na oba konce sériového spoje-ní se připevní připojovací ka-bel a ihned po osvětlení začnou moduly dodávat proud. Po po-užití je možné papírové solární moduly odevzdat do sběru sta-rého papíru k recyklaci. Tak se nejenom získává obnovitelná energie, ale také solární články jsou vyrobeny z dorůstajících surovin a jsou samy obnovitel-né, zdůrazňuje profesor Hübler.Výsledky svého výzku-mu a vývoje výzkumníci TU Chemnitz nedávno uveřejnili v prestižním odborném časo-pise Advanced Energy Materials v člán-ku s názvem Printed paper photovolta-ic cells, který je volně k dispozici on-line na webové adrese: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201100394/ /abstract. Literatura:[1] Odolné solární články tištěné na papíře. Sdě-lovací technika, 2011, č. 8, s. 45.[2] Pressemitteilung der Technischen Universität Chemnitz: Gedruckte Solarzellen auf Papier. 14. 9. 2011.Ing. Karel KabešObr. 1. Tištěný polymerový solární článek se skládá z několika vrstev natištěných na papí-rové podložce (foto: pmTUC)Obr. 2. Vlastnosti tištěných solárních článků pracovníci ústavu pečlivě proměřují na speciálním měřicím pracovišti (foto: pmTUC)Obr. 3. Solární články jsou elektricky propojeny pomocí patentek do série; přední stranu modulu tvoří aktivní vrstvy, na zadní straně je patrná papírová podložka (foto: pmTUC)