麻省理工學院的研究人員已經開發(fā)出一種可擴展的制造技術，可以生產超薄、輕質的太陽能電池，這種電池可以鋪設在任何表面上。
麻省理工的研究人員制造出了比人類頭發(fā)還薄的太陽能電池板，該電池板每公斤提供的能量是目前玻璃和硅基太陽能電池板的18倍。這些太陽能電池板的重量只有傳統(tǒng)光電電池的百分之一。
如果有一天這項技術廣得到廣泛應用，其影響可能是相當大的。麻省理工電氣工程和計算機科學教授Vladimir Bulovic說，有成千上萬的倉庫散布在美國各地，它們的大屋頂是太陽能裝置安裝的主要場所，但它們無法承受當今硅太陽能電池板的重量。如果有重量更輕的太陽能電池板，這些屋頂很快就能通電。
現(xiàn)在確實有了，Bulovic說。他設想有一天能夠買到一大片太陽能電池地毯，并簡單地將其展開在屋頂上。這種超薄太陽能板也可以安裝到船帆、無人機機翼和帳篷上。它們在偏遠地區(qū)和救災行動中尤其有用。
麻省理工的研究小組在一張塑料片上涂了一層幾微米厚的聚對二甲苯。聚對二甲苯是電絕緣的，可以防止潮濕和化學腐蝕。在此基礎上，研究人員用各種材料制成的可打印墨水沉積了不同的太陽能電池層。整個太陽能電池結構有2到3微米厚。研究人員選擇了有機半導體作為有源光-電轉換層，銀納米線和導電聚合物作為透明電極。你也可以使用鈣鈦礦進行光轉換，Bulovic說道。這些材料可以提供更高的效率，但它們在水分和氧氣中會降解。
這種薄膜太陽能電池的重量是傳統(tǒng)太陽能電池的百分之一，而每公斤產生的電量是傳統(tǒng)太陽能電池的18倍。
接下來，該團隊在完工的太陽能電池邊緣涂上了幾微米的膠水，并將它們粘在一種堅固、輕便、商用的高性能織物上。然后他們將織物扯下來，連同非常薄的聚對二甲苯襯底和上面的太陽能電池板一起剝掉，這樣太陽能組件就轉移到織物上了。
這種織物模塊的功率密度為370瓦/千克，每平方米重0.1千克。相比之下，住宅商用硅太陽能電池板的功率密度為20瓦/千克，每平方米重10.7千克，而玻璃基板上的碲化鎘薄膜太陽能模塊的功率密度為13瓦/千克，每平方米重14千克。
雖然Bulovic團隊制造的新薄膜電池僅有10x10厘米大，但他說：“我們所展示的一切都可以被放大；沒有什么能阻止這個過程的延展性?！?/p>
在實驗室之外，這種薄如紙的太陽能電池還需要保持穩(wěn)定，才能真正投入使用。研究人員計劃進行更廣泛的測試，并制造輕質的封裝層，用來承受這些元素，保持太陽能電池的安全和耐用性。Bulovic說：“這些電池在沒有包裝的情況下可以使用一到兩年。”“有了包裝，這個時間還可以延長到5到10年。完全夠用了?！?/p>
Bulovic名下已有三家創(chuàng)業(yè)公司，包括量子點電子公司QDVision（該公司已被三星收購），以及生產透明太陽能電池的公司Ubiquitous Energy。他現(xiàn)在計劃讓一家新成立的初創(chuàng)公司Active Surfaces來進一步開發(fā)和商業(yè)化這種新型超薄太陽能電池。
研究人員在本月發(fā)表在Small Methods雜志上的一篇論文中介紹了他們的新設備。如果把那些無法承受傳統(tǒng)太陽能電池板重量的屋頂都鋪上這種薄膜，其前景將是非常可觀的。
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