新型太阳能电池板比人类头发还薄,发电量是人类头发的18倍
2023-07-13 06:10

新型太阳能电池板比人类头发还薄,发电量是人类头发的18倍

与目前的玻璃和硅基太阳能电池板相比,麻省理工学院的研究人员创造出的太阳能电池板每公斤的电力容量是现在的18倍,而且比人的头发还细。实际上,这些太阳能电池的重量是传统光伏电池的百分之一。

准备就绪

如果这项技术能够扩大规模,其影响可能是重大的。美国的乡村遍布着成千上万的仓库。

麻省理工学院电子工程和计算机科学教授弗拉基米尔·布洛维奇说,尽管宽敞的屋顶是安装太阳能的理想场所,但它们无法支撑当今硅太阳能电池板的重量。更轻的太阳能电池板将使这些屋顶比目前更快地通电成为可能。

布洛维茨设想有一天人们可以买到屋顶大小的太阳能地毯,而且很容易展开。

比人类头发还薄的太阳能电池板

此外,帐篷、无人机机翼和船帆都可以用极薄的太阳能电池叠层。它们对于在没有电网的地区提供电力以及在发生灾害时进行救援行动尤其有用。

根据buloviki的说法,硅太阳能电池板的重量阻碍了太阳能比目前更快地部署。第一太阳能公司生产的薄膜太阳能电池更轻、更简单、制造成本更低。然而,它们仍然被放置在一块玻璃上,使得成品模块和普通模块一样重。

这位科学家声称,太阳能电池板制造商将能够生产更大的太阳能电池板,并且安装成本将大大降低。根据World-Energy的说法,迄今为止,制造嵌入柔性塑料薄膜的超薄太阳能电池的少数尝试导致了非常小的实验设备,易碎的产品,或者产品在日常使用中表现不够好。

聚对二甲苯,可印刷油墨,银纳米线

麻省理工学院的研究小组在一片塑料上涂上了一层几微米厚的聚对二甲苯。电气绝缘、耐化学和湿气腐蚀都是聚对二甲苯的特性。最重要的是,研究人员使用各种材料的可打印墨水来沉积各种太阳能电池层。覆盖整个太阳能电池结构需要3微米的厚度。有源光电转换层由有机半导体组成,透明电极由银纳米线和导电聚合物组成。根据buloviki的说法,钙钛矿也可以用于光转换,但是尽管这些材料具有更高的效率,但它们在氧气和水分中会降解。

然后,研究小组在成品太阳能电池的边缘涂上一层薄薄的胶水,并设法使它们与一种耐用、薄、现成的高性能织物接触。然后,当他们拉下织物时,顶部的太阳能堆栈和极薄的聚对二甲苯基材随之剥离,将太阳能模块转移到织物上。

每公斤18倍的能量,可扩展技术

织物模块的重量为每平方米0.1公斤,能量容量为每公斤370瓦。相比之下,由碲化镉制成的薄膜太阳能组件放置在玻璃基板上,功率密度为13 W/kg,重量为14 kg/m2,而商用住宅硅太阳能电池板的功率密度为20 W/kg,重量为10.7 kg/m2。

尽管布洛维奇的团队创造了大约10 x 10厘米的实验室规模的设备,但他声称,他们展示的所有东西都可以毫无障碍地按比例放大。

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测试越多,包装越好

为了在现实世界中使用,薄如纸的太阳能电池必须是稳定的。科学家们打算进行更彻底的测试,并制造一种薄的、耐气候的封装层,以保护太阳能电池多年。

布洛维奇声称,如果没有包装,这些细胞可以维持一到两年。然而,包装可以将其寿命延长到5到10年,这已经足够了。

据《IEEE Spectrum》报道,布洛维奇已经创立了三家公司,包括透明太阳能电池制造商Ubiquitous Energy和量子点电子公司QD Vision,后者已被三星收购。通过最近成立的一家名为Active Surfaces的初创公司,他现在打算进一步开发和商业化这种新型超薄太阳能电池。

buloviki和他的同事们在他们的新设备上进行的研究最近发表在《小方法》杂志上。

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