‧ 最輕薄太陽能電池問世 能附在肥皂泡上

‧ 最輕薄太陽能電池問世能附在肥皂泡上

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。

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。」

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。