可用于低成本柔性太陽能電池的制造

據美國麻省理工學院《技術評論》雜志日前報道，傳統的太陽能電池僵硬笨重且低效，成其普及的“攔路虎”。現在，美國科學家僅使用一層纖薄的塑料將太陽光聚集在一塊由砷化鎵制成的太陽能電池上，就讓太陽能電池的能效增加了一倍。這一方法不僅降低了太陽能電池的使用成本，得到的柔性太陽能電池也能在多個領域大顯身手。

科學家們此前就已經證明，上述方法可用于單塊太陽能電池上，但他們計劃制造更大塊的塑料薄片，其上點綴著多個微小的太陽能電池陣列。當太陽光照射在塑料薄片上時，會被薄片上一種專門捕獲太陽光的染料吸收。由于這是一種發光染料，它會將吸收的光釋放出來，但釋放出的光大部分都被局限在塑料薄片內部，因此，這些太陽光會在塑料內部彈來彈去，直到抵達太陽能電池內部。鑒于這種染料只能吸收部分太陽光，為了提升能量產出，科學家們又在塑料薄片上添加了一種反光材料，其能將染料無法吸收的太陽光引入太陽能電池內。

該研究的領導者、伊利諾伊大學香檳分校材料科學和工程學以及化學教授約翰·羅杰斯說：“最新方法或者能讓更小的太陽能電池板提供更多電，或者能通過減少所需光伏材料的數量，讓太陽能電池板更便宜。目前，我們必須通過在表面完整地涂上活性太陽能電池才能獲得同樣的效率，與此相比，新方法的成本更低。”


該研究團隊之前研制出了一種創新性的方法，可以制造出能適應不規則表面的柔性和可延展性太陽能電池，最新研究方法可與這一技術兼容。這兩種方法結合在一起得到的低成本高能效的柔性太陽能電池有望找到新的用武之地。例如，可用于為士兵的盔甲提供電力；可彎曲的電池也能安裝在小型無人機的機翼上，為機載電池充電以增加其飛行時間；這項技術甚至可用來給平板電腦和其他便攜式電子設備充電。

新式染料塑料薄膜聚集太陽光的能力僅提高了10倍，而羅杰斯團隊創辦的Semprius公司則用另一種方法將聚集太陽光的能力提高了100倍，真是“小巫見大巫”。但后者需要非常龐大的集中器以及一套追蹤系統來讓電池總是面朝太陽，這套系統或許能為電網提供低成本的太陽能發電，但對于太陽能頭盔或手提電腦來說并不實用。相反，染料涂層塑料纖薄且輕質，能吸收不同角度來的太陽光，省卻了追蹤系統。