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將任何表面變?yōu)殡娫? “薄如紙”的太陽能電池問世
2022年12月14日 11:24:53
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：6178
近段時間，美國麻省理工學(xué)院工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發(fā)論文稱，他們開發(fā)出一款比人頭發(fā)絲還纖薄的超輕太陽能電池，能夠黏附于一塊織物上，可快速方便地將任何表面變?yōu)殡娫?，并且每千克的發(fā)電量是傳統(tǒng)太陽能電池板的18倍。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】節(jié)約能源是當(dāng)今社會最為關(guān)注的一個話題，開發(fā)和利用新型的環(huán)保清潔能源能夠為全球的能源短缺問題提供很大的幫助。太陽能是全球儲備最為豐富的能源，利用好太陽能并開發(fā)高效且穩(wěn)定的太陽能電池能夠極大地緩解全球的能源危機。在未來的科技發(fā)展及生產(chǎn)生活中，太陽能電池將會承擔(dān)越來越重要的作用。
太陽能電池在未來的新能源開發(fā)領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位，有著巨大的發(fā)展前景。隨著我國碳中和碳達(dá)峰戰(zhàn)略的落實以及全球?qū)Νh(huán)保能源需求的快速增加，對太陽能電池產(chǎn)量的需求也在持續(xù)增長。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年9月中國太陽能電池(光伏電池)產(chǎn)量為2981萬千瓦，同比增長37.3%；2022年1-9月中國太陽能電池(光伏電池)累計產(chǎn)量為22823萬千瓦，累計增長33.7%。
太陽能電池有著極大的發(fā)展前景，伴隨半導(dǎo)體電子元器件制造工藝的發(fā)展，全球?qū)μ柲茈姵卣归_了異常活躍的研究，制造技術(shù)也百花齊放。近段時間，美國麻省理工學(xué)院工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發(fā)論文稱，他們開發(fā)出一款比人頭發(fā)絲還纖薄的超輕太陽能電池，能夠黏附于一塊織物上，可快速方便地將任何表面變?yōu)殡娫?，并且每千克的發(fā)電量是傳統(tǒng)太陽能電池板的18倍。
美國麻省理工學(xué)院有機和納米結(jié)構(gòu)電子實驗室團(tuán)隊在納米潔凈室內(nèi)，使用擠出式涂布機將納米電子材料層沉積到3微米厚的基底上，隨后使用絲網(wǎng)印刷術(shù)，印制出電極并完成太陽能模塊，接著將厚度約為15微米的印刷模塊從塑料基板上剝離，形成一種超輕太陽能裝置模塊。
但這種纖薄而獨立式的太陽能模塊很難處理，且很容易撕裂，因此難以部署。基于此，研究團(tuán)隊需要找到一種輕質(zhì)、柔韌的基材，將太陽能電池黏附在其上。他們找到了一種每平方米僅重13克的復(fù)合材料“大力馬”(Dyneema)，并通過添加一層只有幾微米厚的固化膠，研究團(tuán)隊將太陽能組件黏附在“大力馬”上，最終形成超輕且堅固的太陽能結(jié)構(gòu)。
該項試驗所得到的獨立式太陽能電池每千克可產(chǎn)生730瓦的功率，如果將其黏附在高強度“大力馬”織物上，每千克約產(chǎn)生370瓦的功率，是傳統(tǒng)太陽能電池的18倍。而且，即使將該織物太陽能電池卷起、展開500多次后，仍保持90%以上的初始發(fā)電能力。
這種電池生產(chǎn)方法通過擴(kuò)展，從而生產(chǎn)出面積更大的柔性電池，并且比傳統(tǒng)電池更輕、更柔韌，后續(xù)有希望能夠用在船帆、救災(zāi)帳篷和防水布、無人機的機翼及各種建筑物表面。同時，為了克服電池不受環(huán)境影響，研究人員還將繼續(xù)開發(fā)超薄封裝解決方案。
多年以來，諸多突破性的研究成果已經(jīng)應(yīng)用于太陽能電池產(chǎn)業(yè)，很多新型產(chǎn)品也開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，然而同樣，太陽能電池的某些應(yīng)用阻礙仍需要深入探索。伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的持續(xù)發(fā)展，多種多樣的新材料、技術(shù)、能源的發(fā)掘和使用，一定會持續(xù)推動太陽能電池的應(yīng)用發(fā)展。我們可以期待，太陽能電池在預(yù)計不久的將來，為社會創(chuàng)造更大的價值。
(資料參考來源：科技日報)
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