盘点那些创意无限的太阳能电池技术【独家】

在过去的两个月中，全球太阳能光伏行业颇有点波澜不惊的平静感。然而，科研工作者们并没有停下自己的研究步伐。短短的两个月，这些最新的成果，真有点让人耳目一新的感觉。由于材料科学的进步，太阳能电池技术已经不再局限于电池效率的提高。太阳能电池的多功能应用渐渐成了主题，太阳能电池的颜色也越来越多彩。

此外，某些太阳能电池的创新设计也逐渐打破人们对于光伏组件的生硬认知。苔藓太阳能电池，让太阳能电池原料更环保。而针对太阳能电池开发的某些奇特“配件”，更是让光伏发电应用范围得到拓宽。

为了方便读者么直观了解最近太阳能电池创新技术到底有哪些，小编做了一个盘点，希望读者们喜欢。

　　“彩色玻璃”式样的太阳能电池的面世

美国密歇根大学电力工程与计算机科学、大分子科学与工程教授郭杰带领他的团队开发出了一种彩色太阳能电池方案。通过借鉴现在已经在显示行业相对成熟的非晶硅技术，郭杰终于解决了目前诸多所谓“彩色”太阳能电池的容易散光、背景模糊、视角不良、或是颜色不稳定等问题，并较好的保证了电池的透明度。

使用这种彩色太阳能电池，该团队制成了一小片“美国国旗”

为了保证透明度需要，该电池应用的是比普通掺杂硅太阳能电池薄得多的非晶硅半导体层（10-20nm）。这种技术在平板显示行业已经被大规模采用。这项新技术的优势在于，彩色太阳能电池不仅可以在屋顶上布置，还能够对建筑物的整个侧身进行包裹，太阳能电池窗户也不再是假设。

当然，这项技术的局限在于转换效率低下。2%的效率需要人们在美观和实用之间做出适当的权衡。

该团队还制作出了镜子般可以反射的不透明面板

相对于郭杰的这项发明，一个类似应用的技术可能会让你更感兴趣。

　　量子点技术：让你的窗户与太阳能电池合二为一

量子点技术已经彻底改变显示器应用了，例如广受喜爱的 Kindle Fire 电子书阅读器的背光使用了Nanosys公司制造的量子点增强薄膜（QDEF）。如今，研究人员们打算用量子点彻底改造太阳能聚光器。

透明的量子点窗格材料在紫外线的照射下发光

经由内建的量子点采集来自太阳的光源，研究人员们期望能将窗户变成高效率的太阳能板聚光器。其作法是将太阳光电（PV）电池放在注入量子点的窗户边缘，使其转变成为发光的太阳能聚光器（LSC）。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory；LANL）与意大利米兰比可卡大学（University of Milano-Bicocca；UNIMIB）合作，最近展示这种为这种LSC窗户实现大于10%的光学效率。

通过为太阳能电池增加太阳能聚光器这件小玩意儿，太阳能电池就可以不用直接布盖在窗户上遮挡阳光阻碍室内采光，而是间接地通过LSC收集足够的能量。这或许也是一个不错的思路。

　　当然，如果真要有一种有良好透明度，发光效率不差又相对廉价的太阳能电池，光伏窗户才真正可能成为现实。或者更进一步的，不仅仅是局限在窗户上，光伏大棚、建筑物外墙、光伏幕墙等等，一定很有市场吧。

　　新型钙钛矿太阳能电池问世：能透光、还能发光

来自南洋理工大学的研究人员宣布，他们研发出一款新型太阳能电池，不仅可以用作透光的玻璃而且还能向外发光。研究人员称，这种电池核心是一种多功能新材料，名叫钙钛矿。这种玻璃能用来制成一种白天产生电能，夜里发光的镜面。

当然，这种效果没有那么神秘浮夸。不过科学家指出，这种材料同样可以用在智能手机和平板电脑上，如果这一假设实现，以后iPhone充值就只需扔到太阳底下即可。该材料的发光特性意味着它能用来建设激光镭射系统。

这种材料的优越性不止于此，它比硅材料的太阳能电池要便宜五倍。什么时候这种材料才能上市，我们拭目以待。

　　除了在太阳能电池应用方向上做研究外，科研人员还不忘发掘现有的太阳能电池技术潜力。提高效率、减少成本，这是太阳能电池技术永恒的话题与追求。

　　新型低倍聚光电池：节省八成硅用量

在太阳能电池底部，贴上薄薄的一层微光学薄膜，则聚光率可达到普通太阳能电池的5倍，并节省很大部分的晶硅用量。4月10日，记者在高交会发现这一款低倍聚光的太阳能硅电池。

和普通的硅电池密密麻麻地分布着光线和硅晶体不一样，由重庆大学帕克联合创新研究院带来的这块低倍聚光的太阳能硅电池，中间间隔着一些“空白”地带。“实际上，这是由于在晶体底部的玻璃贴上了一层微光学薄膜。”据介绍，这种生产成本低廉的微光学薄膜，由于具有齿状的结构构造，能够对光波的各种波段进行多次的折射，使其聚光率达到普通太阳能电池的5倍，节省4/5太阳能硅晶体。

　　发光塑料：让太阳能电池能效翻倍

据美国麻省理工学院《技术评论》杂志日前报道，传统的太阳能电池僵硬笨重且低效，成其普及的“拦路虎”。现在，美国科学家仅使用一层纤薄的塑料将太阳光聚集在一块由砷化镓制成的太阳能电池上，就让太阳能电池的能效增加了一倍。这一方法不仅降低了太阳能电池的使用成本，得到的柔性太阳能电池也能在多个领域大显身手。

科学家们此前就已经证明，上述方法可用于单块太阳能电池上，但他们计划制造更大块的塑料薄片，其上点缀着多个微小的太阳能电池阵列。当太阳光照射在塑料薄片上时，会被薄片上一种专门捕获太阳光的染料吸收。由于这是一种发光染料，它会将吸收的光释放出来，但释放出的光大部分都被局限在塑料薄片内部，因此，这些太阳光会在塑料内部弹来弹去，直到抵达太阳能电池内部。鉴于这种染料只能吸收部分太阳光，为了提升能量产出，科学家们又在塑料薄片上添加了一种反光材料，其能将染料无法吸收的太阳光引入太阳能电池内。

这种新式染料塑料薄膜聚集太阳光的能力提高了10倍，而且染料涂层塑料纤薄且轻质，能吸收不同角度来的太阳光，省却了追踪系统。

　　科学工作者们的想象力是无限的。彩色塑料让太阳能电池聚光能力增加，不过如果你看了英国研究人员的一项发明，可能会觉的“塑料”聚光电池的创意可能略差一筹。

　　英国研发“鲑鱼味儿”光伏组件诱惑猫猫

散发鱼香的组件旨在吸引猫猫，因为它们的唾液有助于电池板表面保持清洁，并以最佳的效率展开运作。

猫猫的怨念颇深

英国科学社会研究所科学家近日宣称已发明一种太阳能组件，表面涂层散发着鲑鱼香味。科学家们声称这类设计可将组件的效率提升5%。

在实验室的测试中，研究人员将特制散发着鱼香味道的涂层覆盖在小型屋顶上的光伏电池板上。试验中的两只分别叫Lirpa与Lofo的猫猫不由自主的被鱼香吸引，一连好几个小时均在舔舐电池板的表面。

随后，研究人员采用木勺敲击平底锅吓退猫猫。经研究发现，被猫猫舔舐过的组件表面较原先清洁约25%，直接导致效率效率提升5%。

　　不过研究人员表示并不希望组件太过‘肉味’，以致吸引到任何狗类。它们并不如猫类那般灵巧。可怜的猫……

　　苔藓太阳能板：用生物供电

生物太阳能电池板最近几年可以说慢慢的走进了我们的视线，而无论从环保还是能源的角度上来说，这都是一个非常不错的主意。

苔藓为收音机供电

根据国外媒体报道，最近一位名叫Fabienne Felder的瑞士设计师与剑桥大学的科学家Paolo Bombelli、Ross Dennis共同实验除了一种全新的方法，利用植物作为“生物太阳能板”。“从理论上来说，任何通过光合作用的植物都可以作为太阳能电池板，而随着技术的发展，这些将会进一步被转换成微生物燃料电池（Photo-MFCs），可以利用植物来产生及收集能量。”该团队表示。同时，研究小组已经首先将自己的研究成果转化成了一台“苔藓收音机”，通过苔藓来为收音机提供电力。这个装置通过利用苔藓进行光合作用时产生的剩余电子，有效地将苔藓转变为生物太阳能电池板。

目前该装置还处于初期阶段，每次只能运行几分钟。但设计师Fabienne Felder希望这只是该研究方向的开端，她把这种技术比太阳能研究的初始阶段。

生物不仅仅能用来发电，参照生物的某些特性，人们可以做很多事。比如说，美国科学家的“活体材料”研究？

　　“活体材料”引变革

美国科学家们最近正在专注于进行一种号称为“活体材料”（living materials）的研究。通过将细菌细胞与非生物质导电材料结合起来，这种活体材料可能会引起一场变革，更加高效的太阳能电池和生物传感器也将因此应运而生。

这个来自麻省理工学院的研究团队试图利用大肠杆菌生成生物膜，通过菌团生成的活体组织，生成一层表面蛋白膜。膜层上不同种类的蛋白质纤维自主选择与多种非生物材料结合后就能生成该种活体材料，QUARTZ报道说这个团队的研究已经被发表在了知名杂志《自然材料》上。

麻省理工的研究员们还是第一次将金质纳米材料应用到兼容性蛋白纤维生物膜中。通过细菌将金质材料分布到蛋白质纤维各处，从而形成一个有效电路。通过此项实验，研究员认为别的非生命材料，比如说金属或其他类似的导电材料都可以通过这种方法掺杂进纤维中生成电路。

“环顾我们四周的自然世界，你们发现，生物科技在特俗材料研发中发挥着巨大的作用”，研究人员提摩斯·鲁告诉QUARTZ，“但在实际日常生活中，我们却从来都是使用无生命的材料。”

“比如说，塑料。而塑料的生产需要耗费大量的能量。”鲁说道。

“而我们的目标是通过某种工艺将活体细胞转变为我们不能在自然环境中见到的材料。”鲁介绍说，其实这和骨骼的生长原理是类似的，细胞吸收一些骨骼生成材料，而然后将它们分泌出来，就成了我们身体结构的主体。而通过给细胞提供一个预设机制，它就会按照我们的意向生长。

“如果能成功地为生物细胞核非生命物质“做媒”，这种物质将会在太阳能面板和生物传感器材料中发挥很大的作用。”鲁补充道。