概述
電池T恤,光伏電池早已成為屋頂上一道人們熟知的風景線。可是在未來,微型太陽能電池還將會出現在發電窗戶,汽車天窗甚至遮篷上,這項新技術是一項要套用於塑膠、布料及其他材料上印製超薄、半透明及可彎曲的光伏電池技術。如果這項技術能成功地實現商業化套用,它將為太陽能行業提供現今常規的固定安裝之外的新套用途徑:電池可以印製在成卷的塑膠膜上,這些塑膠膜展開以後有幾十種用途;或者印製在T恤及其他衣服的織物上,在穿在身上的同時可採集能源。技術研發
1、這項技術的研究者是伊利諾伊大學厄巴納•香檳分校材料科學與工程系的約翰•A•羅傑斯教授,他和他的研究小組採用標準印刷技術製造出了厚度不足常規半導體電池十分之一的太陽能電池。2、這種電池非常容易彎曲,一厚疊電池可以緊緊地裹住一支鉛筆。該技術已授權給北卡羅來納州達勒姆的半導體公司Semprius。該公司計畫在一年內開始一項利用這項技術生產太陽能電池組件的試點項目。這項技術為高效及柔曲的太陽能電池的大規模生產提供了一種獨特的方案。
3、傳統的矽太陽能電池的缺點是不可彎曲、沉重而且不透明,但由於具有可靠及高效的特性,再加上矽原料資源充足,這使它們在技術套用上占據了主導地位。但是矽的易碎性也限制了其套用的範圍。羅傑斯博士已經解決了從矽材料或其他無機材料上截取薄層,並將這些薄層附著在其他材料表面的難題。
4、在過去五年里,羅傑斯博士和他的同事們一直致力於可彎曲電器的研究工作,而這項技術是他們的最新科研成果。他們先使用標準平版印刷技術將薄型太陽能電池印製在半導體晶片上,然後再用軟橡皮圖章將矽電池轉而印製到另一種物質表面上。
研究成果
1、軟橡皮圖章的粘性表面吸附起矽電池,這樣軟橡皮圖章就附上了這些矽電池。然後我們就用這圖章將矽電池印製在其他物體上,比如印製在一張塑膠膜上。2、哈佛大學化學與化學生物學教授、著名化學家喬治•M•魏賽茲表示,羅傑斯博士的這項研究充分利用了多年來矽製造的發展成果,同時也克服了矽材料的基本局限性。魏賽茲博士說矽材料的確不錯,但始終局限於在堅硬的不可彎曲的平面上製造各種矽產品。
3、羅傑斯博士沿用了矽器件的製備技術,但他研發出的新辦法突破了早期矽材料缺乏彈性所造成的局限性。魏賽茲博士說他開發出了一項重要的技術,為開闢新的套用領域奠定了基礎。
4、太陽能電池的半透明化可能產生新的用途,比如,在染色窗鍍膜中加入這樣的薄膜以增加發電功能。通過減少鍍膜中的電池,可以改變其密度,從而可以調節電池透光度,以便增加室內採光,“這樣你就能像透視染色薄膜一樣透視電池。”
商業用途
1、在Semprius位於北卡羅來納州達勒姆的工廠里,該公司正在開發太陽能電池陣列技術。該公司執行長喬•卡爾說我們對這項技術所帶來的商機簡直是應接不暇。Semprius目前正在為潛在客戶開發相關的太陽能光伏組件,包括為幾家汽車公司研製他們所感興趣的用於汽車車頂的電池。2、羅傑斯博士表示對這種新型電池的柔韌性及超薄性非常滿意,但這種電池還有一個更為重要的優點。這種技術所帶來的電池捲曲性及透明性是很重要的,但是對於需要低成本的太陽能產業來說,成本是首要考慮的因素。這項技術製造的電池厚度通常僅僅是兩微米(一微米是一個百萬分之一米),越薄成本越低。