麻省理工开发全新超薄太阳电池 可将任何表面变电源

麻省理工学院(MIT)的工程师声称，已开发出一种可将任何表面变成电源的超轻织物太阳电池。

这项研究部分由MIT Energy Initiative、美国国家科学基金会和加拿大自然科学与工程研究委员会资助。

这些太阳电池耐用且灵活。它们甚至比人的头发还细，可以粘在坚固的轻质织物上，这使它们可以轻松安装在一个固定表面上。

在测试设备时，麻省理工学院的团队发现，在处于独立状态时，每公斤可产生730W功率，如果用在高强度的Dyneema织物上，每公斤可以产生约370W功率，约是传统太阳电池的18倍。

在测试设备耐用性时，团队发现，即使在将织物太阳能组件滚动和展开500多次后，电池仍保留了90%以上的最初发电能力。

研究人员称，轻质太阳能技术可以很容易地集成到建筑环境中，最大限度减少安装需求。

研究人员表示，这些电池由半导体油墨制成，其重量是传统太阳能组件的百分之一，每公斤发电量是其18倍。

半导电油墨印刷工艺未来可扩展到大面积制造。

有机和纳米结构电子实验室(ONE实验室)负责人兼MIT.nano主任Vladimir Bulović表示，评估一种新太阳电池技术的指标通常是功率转换效率、每瓦成本和技术可集成性，即新技术可被改造的难易程度。

Bulovic补充表示，太阳能织物的轻质特性使它具有很强的适应性。

薄膜太阳电池

使用基于墨水的材料和可升级的制造技术，研究人员正在着手开发完全可打印的薄膜太阳电池。

这些电池是使用纳米材料生产的，这些纳米材料以可打印电子墨水的形式呈现。研究人员使用一个槽模涂布机涂覆太阳能电池结构，涂布机将电子材料层沉积到一个准备好的、可释放的3微米厚基板上。

使用丝网印刷在这一结构上沉积一个电极以完成太阳能组件。然后将15微米厚的印刷组件从塑料基材上剥离，形成一个超轻太阳能设备。

麻省理工学院团队认为，织物是可附着在太阳电池上的、高强度基材的最佳解决方案，它们可在几乎不增加重量的情况下提供机械弹性和灵活性。

他们找到了一种理想的材料——一种每平方米仅重13克的、商业上被称为Dyneema的坚固复合织物。

研究人员添加了一层紫外线固化胶水(只有几微米厚)，他们将太阳能组件粘在这种织物薄片上，形成了一个超轻的、机械性能强劲的太阳能结构。

虽然这些电池比传统电池要轻得多、灵活得多，但它们也需要被包裹在另一种材料中以保护它们不受环境影响。

研究人员称："将这些太阳电池包裹在沉重的玻璃中，这是传统的硅太阳能电池的标准做法，这会把当前进步的价值降到最低。因此，团队目前正在开发超薄封装解决方案，这种方案只会让目前超轻设备的重量稍有增加。”

目前，团队正在努力去除尽可能多的非太阳能活性材料，同时保留这些超轻的柔性太阳能结构的外形和性能，从而加速这一技术向市场的转化。

今年年初，麻省理工学院的研究人员开发了一种利用静电来保持太阳能组件无尘的方法，从而无需用水清洁。

此前，来自国家可再生能源实验室和威斯康星大学Stout分校的研究人员声称，通过增加热效率高的光伏窗，玻璃墙建筑的能效可以提高40%。

文章作者：翻译 | Selina