PARC gestaltet Drucker neu, um Solarmodule zu produzieren, Batterien

IDGNSA gedruckte Lithium-Ionen-Batterie.

Sie sagen, Inspiration kann von den unwahrscheinlichsten Orten kommen. Für einen Wissenschaftler im Palo Alto Forschungszentrum, dem Xerox-eigenen Labor im Silicon Valley, das als PARC bekannt ist, kam es aus einer Tube Zahnpasta.

Das Ergebnis ist eine neue Herstellungsmethode, die dazu beitragen kann, Solarzellen effizienter zu machen Erhöhen Sie die Energiedichte von Batterien.

Es begann, als das Labor nach Möglichkeiten suchte, die bestehende Xerox-Technologie, wie das Drucken, in anderen Bereichen zu nutzen. Während er beobachtete, wie sich die zwei oder drei Materialien gegenseitig formen, wenn sie durch eine Zahnpastatube gedrückt werden, hatte ein Ingenieur eines dieser "a-ha" -Momente.

Indem er durch eine Druckdüse eine Silberpaste drückte Ein Opfermaterial, das sich schließlich verbrennen würde, Forscher fanden heraus, dass sie eine sehr feine Silberlinie erhalten konnten - und in der Elektronik ist normalerweise jede Art von feiner, leitender Leitung gut.

IDGNSScott Elrod, PARC Laborleiter

Das Opfermaterial formt das Silber, wenn es aus der Düse austritt, so dass die resultierende Silberlinie 50 Mikrometer breit und 30 Mikrometer hoch ist (ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter) - die Hälfte und die dreifache Höhe beim Abscheiden von Silber "Das ist eine Solarzelle", sagte Elrod und zeigte einem Reporter einen Prototyp, der mit dieser Technologie hergestellt wurde. Die Zelle ist mit schmalen Gitterlinien bedeckt, die Strom führen, aber auch auf dem Photovoltaikmaterial liegen, das Licht in Elektrizität umwandelt. Feinere Silberlinien bedeuten, dass weniger von der Oberfläche der Solarzelle bedeckt ist, und das bedeutet, dass mehr Leistung erzeugt werden kann.

IDGNSA-Prototyp Lithium-Ionen-Knopfzelle während einer Demonstration im Palo Alto Research Center gezeigt.

"Sie können sich hundert vorstellen Megawatt-Produktionsanlage ", sagte Elrod. "Sie setzen diese Art von Drucktechnologie anstelle des konventionellen Siebdrucks ein und Sie sind bis zu einhundertdreihundertvier und fünfhundert und fünf Megawatt und die Kosten für diese Technologie sind sehr ähnlich zu dem, was es ist der konventionelle Siebdruck. "

Das System befindet sich bereits in Pilotproduktion mit einem namentlich bekannten Solarzellenhersteller. PARC ist dort noch nicht fertig. Die gleiche Technologie wird in Lithium-Ionen-Batterien erprobt, die das Herzstück von Elektroautos, Elektrowerkzeugen, Laptops und unzähligen anderen tragbaren Elektronikgeräten bilden.

Herstellung dichterer Batterien

Batterien erzeugen Elektrizität durch ein Elektron Strömung zwischen einer Kathode und Anode. Die PARC-Forscher nutzen ihre Co-Extrusionstechnologie, um kleine Kanäle in der Kathode zu bilden, die es den Lithiumionen ermöglichen, tiefer einzudringen.

"Dadurch können Sie die Elektrode dicker und dicker machen Energiedichte für die ganze Batterie höher ", sagte Elrod. "Statt also hundert Meilen mit einer Elektrofahrzeugbatterie zu fahren, können Sie vielleicht einhundertdreißig Meilen fahren. Wir denken, dass die Verbesserung in der Größenordnung von 20 Prozent liegt."

Die Batterie befindet sich noch in der Forschungsphase, aber Das Unternehmen hat bereits einige Prototyp-Knopfzellen entwickelt. PARC hofft, dass die Technologie zuerst auf den Märkten für Elektroautos und Elektrowerkzeuge eingesetzt wird.

Die IDGNSA-Solarzelle wird mit der Coextrusionstechnologie von PARC gedruckt.

IDGNSA-Solarzelle kurz nach dem Druck mit der Coextrusionstechnologie von PARC