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將任何表面變為電源 “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 作者：羊舌木 點擊量：6167
近段時間，美國麻省理工學院工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發論文稱，他們開發出一款比人頭發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為電源，并且每千克的發電量是傳統太陽能電池板的18倍。
【化工儀器網 行業百態】節約能源是當今社會最為關注的一個話題，開發和利用新型的環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高效且穩定的太陽能電池能夠極大地緩解全球的能源危機。在未來的科技發展及生產生活中，太陽能電池將會承擔越來越重要的作用。
太陽能電池在未來的新能源開發領域占有主導地位，有著巨大的發展前景。隨著我國碳中和碳達峰戰略的落實以及全球對環保能源需求的快速增加，對太陽能電池產量的需求也在持續增長。根據國家統計局數據顯示，2022年9月中國太陽能電池(光伏電池)產量為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)累計產量為22823萬千瓦，累計增長33.7%。
太陽能電池有著極大的發展前景，伴隨半導體電子元器件制造工藝的發展，全球對太陽能電池展開了異常活躍的研究，制造技術也百花齊放。近段時間，美國麻省理工學院工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發論文稱，他們開發出一款比人頭發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為電源，并且每千克的發電量是傳統太陽能電池板的18倍。
美國麻省理工學院有機和納米結構電子實驗室團隊在納米潔凈室內，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，隨后使用絲網印刷術，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，研究團隊需要找到一種輕質、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構。
該項試驗所得到的獨立式太陽能電池每千克可產生730瓦的功率，如果將其黏附在高強度“大力馬”織物上，每千克約產生370瓦的功率，是傳統太陽能電池的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%以上的初始發電能力。
這種電池生產方法通過擴展，從而生產出面積更大的柔性電池，并且比傳統電池更輕、更柔韌，后續有希望能夠用在船帆、救災帳篷和防水布、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境影響，研究人員還將繼續開發超薄封裝解決方案。
多年以來，諸多突破性的研究成果已經應用于太陽能電池產業，很多新型產品也開始進入產業化階段，然而同樣，太陽能電池的某些應用阻礙仍需要深入探索。伴隨著科學技術水平的持續發展，多種多樣的新材料、技術、能源的發掘和使用，一定會持續推動太陽能電池的應用發展。我們可以期待，太陽能電池在預計不久的將來，為社會創造更大的價值。
(資料參考來源：科技日報)
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