想象太阳能电池很薄,柔性且重量很轻,它们可以被放置在几乎任何材料或表面,包括帽子,衬衫,或智能电话,或甚至在一张纸或氦气的气球,该有多好?
尽管目前的太阳能电池设计多半追求以最低的成本实现高转换效率,然而却常忽略了在轻薄尺寸方面的要求。然而,对于行动电子设备而言,轻与薄一向是最主要的设计目标,而太阳能电池设计一向强调的是高转换效率。
如今,根据MIT表示,既轻且薄的太阳能电池设计,在航空、太空等应用以及运输成本高的偏远地区已经越来越受欢迎了。未来,随着材料变得越来越稀少,采用超轻薄太阳能电池可实现对于自然资源的保护,甚至能降低安装成本。
日前,麻省理工学院的研究人员就展示了这样一种技术:制作出了史上最薄,最轻的柔性太阳能电池。虽然可能还需要几年时间才能发展成为一个商业产品,但是实验室验证的概念已经显示:使用这种新方法制造的太阳能电池可以作为下一代便携式电子设备的电源。
这种新技术被发表在Organic Electronics.期刊上,作者分别为MIT教授Vladimir Bulović, 研究员Annie Wang, 博士生Joel Jean。
Bulović表示,这种新方法的关键是使用一步过程就制造出太阳能电池,支撑它的基板和用来与外部环境隔离的保护涂层。基板成型后就不再需要在制造过程中进行处理,清洁,或从真空中移除,这样能减少暴露在灰尘或其它污染物中的时间,能提高电池的性能。
“这个新方法中最重要的创新就是,在制作设备的同时实现基板制造,”Bulović说。
在这个新方法的初始概念验证实验中,研究小组使用广泛使用的聚对二甲苯聚合物材料作为基材和涂层,并使用DBP有机材料作为主光吸收层。聚对二甲苯是广泛用于保护植入生物医学装置和印刷电路板被环境破坏的市售塑料涂层。整个制作过程都是在室温下的真空室中进行,不使用任何溶剂,这种制造过程与以往的太阳能电池的制造很不相同,以往的太阳能电池的制造需要在高温环境下进行,同时还需要和刺激性的化学品。进而,使用汽相沉积技术制造基板和太阳能电池单元。
目前,该研究团队使用新方法已经制造出了有史以来最轻最薄的完整太阳能电池。为了演示这个太阳能电池有多薄,有多轻,研究人员将一个太阳能电池单元放置在一个肥皂泡顶部,肥皂泡没有发生变形。研究人员也承认,该电池非常薄, “如果你的呼吸太大,就可能会吹走太阳能电池单元”。
目前这个示范装置的太阳能电池的效率并不是很高,因为它重量很轻,但是它的功率重量比已经非常高。这对于那些对重量有严格要求的应用环境具有重要意义,如航天器等。
不过,这还是早期的验室规模的研究工作,距离商业应用还需要时间。尽管在短期内取得商业上的成功是不可能的,然而这项工作可能为未来开拓太阳能发电的新应用提供了新技术。
消息链接:
Solar cells as light as a soap bubble
文章链接:
In situ vapor-deposited parylene substrates for ultra-thin, lightweight organic solar cells
如若转载,请注明e科网。
如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广,可以联系我们或免费注册拥有自己的主页
- 太阳能电池