转自新材料：

       随着当前寻求能源独立，不受限于中东等地区的需求越来越强烈，太阳能不断被吹捧。在这一领域中，已有许多种光伏产品推向市场，希望帮助我们的国家达到这个目标。总体而言，光伏市场总值约为900亿美元，预计到2020年将翻番。光伏行业中，银油墨和浆料大约占据49亿美元的市场。

       然而，存在着另一个趋势，印刷电子。印刷电子可以为任何对象添加智能属性，进入日常生活。目前的印刷电子市场价值约为80亿美元，预计2020年将达到550亿美元，2030年将达到3400亿美元。导电油墨占据28亿美元市场，预计到2018年将增加至33.6亿美元，其中新型银和铜纳米结构油墨占据7.35亿美元。

       为了帮助这些市场达到满额，潜在喷墨印刷技术通常寻求先进的应用。由喷墨打印技术发展而来的市场，包括定制的、柔性2-D和3-D打印电子产品和天线。

       太阳能开发中的喷墨打印（Inkjet printing in solar energy development）

       太阳能光伏已成为主流。根据SEIA的数据统计，2014年美国累计运行光伏发电超过20GW，太阳能光伏占新能源发电量的一半以上。

       “不过，2014年美国太阳能发电仅占总发电量的0.4%。” PV Nano Cell (PVN)创始人兼CEO Fernando de la Vega接受R&D Magazine采访时如是说。

       另外，尽管光伏技术成本已经下降，可如果太阳能要成为美国能源供应的重要组成部分，成本还需要进一步降低。

       目前绝大多数太阳能电池板采用晶体硅，“这占据了太阳能电池生产总成本的75%。” de la Vega这样说到。因此，改善晶体硅电池生产技术可以进一步降低成本。

       “硅电池的金属化——或者说是采用导电浆料来印刷导电网格，使其能够将产生的电引出——是太阳能电池生产过程中限制效率和确定成本的重要一步。” de la Vega 说，“采用基于PVN’s Sicrys墨水的数字喷墨印刷工艺有望大幅降低成本。”

       PVN公司主要是大规模生产导电油墨，这些油墨的导电性主要依赖于平均粒径介于70-80纳米之间的纳米颗粒。按照de la Vega的说法，该公司通过纳米材料墨水的喷墨技术生产硅太阳能电池大幅降低成本。PVN减少了银的使用，并提高了效率。

       “PVN’s Sicrys单晶纳米银导电墨水有望使硅太阳能电池发电成本降至0.2到0.3美元每瓦，或者说是降低10%至20%，从而使其价格更接近电网的发电价格。”de la Vega说，“银导电油墨采用非接触式数字喷墨印刷，消除了传统屏幕或模板印刷太阳能电池的机械应力，有望在不久的将来减小晶圆的厚度，进而降低成本。”

       总体而言，非接触式印刷可以防止电池破碎，减小晶圆厚度，降低硅成本，适用于先进的超薄电池应用。

       导电油墨是单晶颗粒，它们没有晶界或弱点，这意味着具有更好的性能、更高的稳定性和更高的金属含量。

       不仅仅是太阳能（Beyond solar）

       除了太阳能光伏以外，该技术的其他应用包括印刷电路板、天线、射频识别、安全、触摸屏和其他印刷电子产品。大规模印刷电子产品的主要应用是PCB’s、智能手机天线和3-D打印。

“天线的制造和组装时一个费时费力的过程，大大增加了手机等产品的成本。” de la Vega如是说。采用导电油墨喷墨技术可以节约成本，使设计修改更简易、减轻重量、减小尺寸、提高连接。

“PVN正与几家OEMs一起开发喷墨打印天线原型的技术。” de la Vega 说，“初步的结果表明成本可降低一半。”

       将导电油墨应用在3-D打印技术中同样可以获得类似的优点，因为电子产品嵌入到了结构材料之中。

下一步（What’s next）

       虽然大多数电子设备已经演变成了数字产品，但生产工艺仍然停留在模拟的方式上。实现数字喷墨打印将消除这个差距。“然而，喷墨打印技术所用导电油墨的开发面临着一系列的技术挑战，如成本、导电性、稳定性、基底附着力、更低温度和更快烧结的需求、以及依赖于昂贵的贵金属（如银）。”de la Vega如是说。

       另一个挑战是针对新型的应用需要开发新的工艺和材料。“换句话说，我们需要开发新技术，跟上新一代器件生产工艺以及大规模生产的需求。” de la Vega说。

       PVN’s Sicrys技术可能站在喷墨打印技术挑战的最前沿。公司预计了额外的应用和数字印刷能力，包括较窄模式、不同金属和功能的添加油墨、以及PCBs中嵌入式无源元件的喷墨印刷。