اين اختراع با عنوان ساخت الكترود شفاف منعطف به روش چاپ براي كاربرد در سلول خورشيدي پليمري در حوزه انرژي مي باشد و در علوم مختلف و مرتبط با انرژي از جمله شيمي، مهندسي مواد، پليمر و فيزيك جا مي گيرد. افزايش مصرف سوخت هاي فسيلي در قرن اخير و همراه با آن افزايش انتشار گازهاي گلخانه اي، با آلودگي بيش از پيش محيط زيست و خسارات جبران ناپذير براي منابع حياتي همراه بوده است از اين رو انرژي هاي تجديد پذير جايگزين مناسبي براي سوخت هاي فسيلي مي باشند. امروزه از سلول خورشيدي پليمري به دليل مزايايي چون انعطاف پذيري، وزن سبك، قيمت ارزان استفاده مي شود. الكترودهاي شفاف نقش اصلي در ساخت سلول هاي خورشيدي ايفا مي كنند . محققان بدليل كمبود منابع اينديوم، قيمت بالا و پروسه توليد مشكل، بدنبال جايگزين كردن فلز اينديم قلع اكسايد(ITO) با مواد ديگر از جمله نانوساختارهاي فلزي هستند. مطالعات فراواني در زمينه سنتز نانوسيمها بر پايه مواد معدني با قابليت انعطاف پذير انجام شده است، به ويژه نانوسيم هاي نيمه رسانا كه داراي خصوصيات منحصربه فرد اپتيكي و كاربرد هاي ويژه اي در ساخت ديودهاي گسيل دهنده نور (LED)، ترانزيستورهاي اثر ميداني و سلول هاي فتوولتائيك (PV)دارند. روش هاي بسياري براي توليد الكترود هاي بر پايه نانوسيم هاي رسانا ارايه شده است كه روش الكتروپرينتينگ به دليل منظم بودن فايبر ها و بازدهي بالا مناسب تر مي باشد. در اين طرح اختراعي كه با يك الگوي منظم و از پيش طراحي شده خاص تهيه و طراحي شد عبارتند از: تشكيل ميكروفايبر بر روي لايه رسانا با فرآيند چاپ، اچ كردن لايه الكترود و استفاده از ميكروفايبر به عنوان ماسك. قطر ميكروفيبر ها ( ترجيحا 20 ميكرون) مي باشدكه به فاصله 500 ميكرون به صورت شبكه در جهات طولي و عرضي چاپ شده است. ميزان ميانگين مقاومت الكتريكي( ترجيحا 77 اهم بر سطح) و درصد عبور دهي نور( ترجيحا 80 درصد در طول موج 460 تا 800 نانومتر) مي باشد. همچنين قابليت الكترود در برابر خمش بررسي شد كه مقاومت اين الكترود تا دور 2500 همچنان برقرار است. با توجه به گزارش اكترود مناسب جهت استفاده در سلول خورشيدي مي باشد.

اين اختراع با عنوان ساخت Slot- Die چندگانه به روش چاپ سه بعدي جهت چاپ چند لايه ها در خصوص چاپ الكترودها و ساختارهاي چندلايه‌اي براي توليد صنعتي انواع تجهيزات مورد استفاده در حوزه انرژي با استفاده از چاپ رول به رول و فرايند پوشش‌دهي شكاف‌دار مي‌باشد. در اين اختراع براي توليد هد پوشش‌دهي شكاف‌دار از چاپگر سه بعدي استفاده شده است و هد مربوطه طراحي و توسط چاپگر سه بعدي و با پليمر اكريلونيتريل بوتادين استايرن ((ABSو پلي لاكتيك اسيد (PLA)در نمونه هاي تك شكافه، دو شكافه و سه شكافه چاپ شد. سپس به جاي نازل اكسترودر در چاپگر سه بعدي قرار گرفت. اساس كار هد پوشش دهي به اين صورت است كه مايعي از يك مخزن به يك شكافه بسيار نازك تزريق شده و سپس بر روي يك زيرلايه قرار مي‌گيرد. ضخامت لايه مرطوب با كنترل نسبت سرعت جريان مايع و سرعت پوشش‌دهي تعيين مي‌گردد و لايه نازكي بر روي صفحه چاپ مي شود كه بلافاصله به زيرآيند چسبيده و هنگامي كه لايه كامل مي شود چاپگر متناسب با ضخامت لايه اي تنظيم شده براي ساخت لايه بعدي حركت مي كند.

اين اختراع با عنوان چاپ شبكه PEDOT:PSS بر روي فيلم PET به عنوان الكترود شفاف انعطاف پذير در حوزه انرژي مي باشد و در علوم مختلف و مرتبط با انرژي از جمله شيمي، مهندسي مواد، پليمر و فيزيك جا مي گيرد. يكي از اهداف مهم در صنعت الكترونيك قابليت ساخت الكترود بر روي سطوح انعطاف پذير از جمله پليمر است تا بدين طريق روياي ساخت تجهيزات الكترونيكي سبك و انعطاف پذير تحقق يابد. لذا مقالات علمي متعددي بر نقش فناوري چاپ براي ساخت قطعات الكترونيكي تاكيد كرده اند. در ساخت صفحات اپتوالكترونيكي روش هاي متعددي مورد بررسي قرار گرفته است به طور مثال لايه نشاني با دستگاه لايه نشاني چرخشي كه در اين دستگاه ، تغيير در سرعت لايه نشاني، منجر به تغيير در مقادير هدايت و ضخامت لايه نشانده شده برروي الكترود مي گردد. همچنين استفاده از دستگاه برقريسي كه مشكلات خود را دارد و بدين منظور روش الكتروچاپ به دليل منظم بودن فايبر ها و بازدهي بالا مناسب تر مي باشد. محققان بدليل كمبود منابع اينديوم، قيمت بالا و پروسه توليد مشكل، بدنبال جايگزين كردن فلز اينديم قلع اكسايد (ITO) با مواد ديگر از جمله نانوساختارهاي فلزي و هر موادي كه بتواند جايگزين آن شود، هستند. بدين منظور مي توان از پليمرهاي رسانا از جمله PEDOT:PSS براي ساخت الكترودهاي شفاف و انعطاف پذير استفاده كرد. در اين طرح اختراعي با يك الگوي خاص تهيه و طراحي شده است كه به روش زير مي باشد: الكتروچاپ ميكروفيبر بر روي صفحه پليمر پلي اتيلن ترفتالات كه به صورت شبكه اي منظم در جهت هاي X و Y چاپ شده است. قطر ميكروفيبر ها حدود mμ50 و فاصله شبكه ها μm500 مي باشد. ميزان ميانگين رسانايي 104 *793/2زيمنس در متر(S.m )و درصد عبور دهي نور 80% مي باشد. همچنين قابليت الكترود در برابر خمش بررسي شد كه رسانايي اين الكترود تا دور 3000 همچنان برقرار است. با توجه به گزارش اكترود مناسب جهت استفاده در صفحات اپتوالكترونيكي مي باشد.

اين اختراع با عنوان طراحي و توليد سامانه چاپ اسكرين روتاري به وسيله چاپ سه‌بعدي در خصوص چاپ چندلايه ها جهت ساخت انواع تجهيزات حوزه انرژي با تلفيق چاپ سه بعدي و اسكرين روتاري مي‌باشد. ابتدا تمامي اجزاء بر اساس محيط توري‌هاي نيكلي متداول و مورد استفاده در چاپ روتاري طراحي گرديد. در نهايت قطعات به وسيله يك چاپگر سه‌بعدي و با استفاده از فيلامنت اكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS) ساخته و پس از سرهم‌بندي اجزاء، شابلون‌هاي چاپ بر روي يك شاسي فلزي وصل و سامانه چاپ اسكرين روتاري راه‌اندازي شد. الگوهاي مختلف با استفاده از جوهرهاي رسانا بر روي فيلم PET چاپ و يك الكترود منعطف مناسب ساخت سلول هاي خورشيدي توليد و خصوصيات آن با محصول تجاري Flextrode مقايسه شد. نتايج نشان داد مقاومت الكتريكي فيلم PET چاپ شده با جوهر گرافيت (نيمه شفاف) و يا پليمر PEDOT:PSS به ترتيب در حدود 350 و 500 اهم بر مربع و از محصول تجاري Flextrode بالاتر ولي مقاومت سطحي آن با نقره در حدود %76 كمتر بود. همچنين ميزان عبور نور در الكترود چاپ شده نسبت به Flextrode در طول موج هاي 550 و 1000 نانومتر در حدود %35-15 بيشتر و ميزان انعكاس آن در حدود %75 كمتر بود.