cookieOptions = {...}; ‧ 最輕薄太陽能電池問世 能附在肥皂泡上 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2016年3月23日 星期三

快科技
美國麻省理工學院(MIT)的科研團隊在《有機電子雜誌》上聯合發表了一篇論文,宣佈開發出迄今最輕薄的太陽能電池並詳細論證了這項新研究。
儘管該研究尚處於早期實驗階段,但這一新式太陽能電池概念的驗證,將對新一代可擕式電子設備產生巨大影響。
該項研究由美國國家科學基金會和埃尼-麻省理工尖端太陽能中心提供資金支持。在這項初始實驗中,新型太陽能電池主要由基底和塗層兩部分組成。
團隊中的Vladimir Bulovi?教授表示,這一新技術的關鍵在於將太陽能電池、起支持作用的基質,以及起隔絕作用的保護塗層的製造過程都集合在一個步驟內。
基底的位置選好後,在製造期間就在不需要其他任何的處理、清潔和移動。這就減少了灰塵或其他污染物降低電池性能的幾率
迄今最轻薄太阳能电池问世 能附在肥皂泡上
該科研團隊使用一種常見的柔性聚合物——聚對二甲苯來製作基質和塗層,並使用一種名叫鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的有機材料來製作主要吸光層。
聚對二甲苯是一種應用廣泛的商用塑膠塗層,用來防止植入式生物醫學設備,和印刷電路板受到外界環境的侵害與傳統的需要高溫和刺激性化學物質的太陽能電池製作方法不同,整個實驗過程在室溫下的真空室中進行,且不使用任何溶劑。在這種情況下,基質和和太陽能電池,通過氣相沉積技術就能「成長」出來。
與廚房保鮮膜十分相似,卻只有其1/10厚度的聚對二甲苯類薄膜,首先沉積在堅固的載體材料——玻璃上。多年從事聚對二甲苯類薄膜研究的研究員Annie Wang表示,如何將這層薄膜,與玻璃乾淨地分離,是該實驗面臨的主要挑戰。
在製造過程完成之後,科研人員要將整個|「聚對二甲苯—太陽能電池—聚對二甲苯」堆層與玻璃載體剝離最終完成的的超薄、高靈活的太陽能電池,包括基質和塗層在內,其厚度只有2微米,是人類髮絲的1/50,是傳統玻璃塗層太陽能電池的1/1000
但是這種材質的太陽能電池的轉化效率,與玻璃塗層太陽能電池的一樣高效。「它輕到你都感覺不到它的存在,不管是在襯衫還是筆電上,」Bulovi教授說,「這些電池可以直接安裝在任何現有的材料上。」
迄今最轻薄太阳能电池问世 能附在肥皂泡上
為了證明它的輕薄程度,科研人員把一個工作中的新型太陽能電池,放置在了一個肥皂泡的頂部,卻沒有弄破泡泡。但科研人員認為,這種太陽能電池對實際應用來說太過薄了,「如果你呼吸重一些的話,可能就把它吹走了。」博士生Joel Jean說。
雖然該演示裝置的太陽能電池並不是特別高效,但因為輕薄,它的功率品質比是有史以來最高的這在對重量要求高的領域就非常吃香了,比如研究航天器或高空氦氣球的專案。而一個典型的矽基太陽能模組的大部分重量被玻璃佔去,每公斤重量能輸出15瓦的電力,這種新型電池每克重量,就能輸出6瓦的電力,約是前者的400倍。
研究人員表示,強調那些特意選擇的材料僅是一些例子,內嵌基質的製造過程才是關鍵所在。基質、封裝層可以用不同的材料製作而成,不同類型的薄膜太陽能電池材料,包括量子點或鈣鈦礦,可以替代初始測試中使用的有機層Jean說:「還可以是很多其他的東西,基本上任何你想到的物體都可以。」因為在良性條件下,基質和太陽能電池可以直接沉積在載體上,如織物或紙。
不過,該專案仍處於早期研究階段,尚局限在實驗室中,科研團隊表示,將其發展成可投入市場的產品還需要時間。儘管在短期內還並不確定該項研究能否獲得商業成功,但長期看來,它為太陽能開闢了一條嶄新的發展道路。

「我們的工作還處於概念驗證階段,」Bulovi·教授說,接下來的問題是,「擴大它的發展規模還需要製造多少奇跡?長路漫漫,我們認為前方還有很多艱難的工作,也許我們並不需要奇跡。」
                                                                                                                                                                                                                            

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