英開發(fā)出低成本塑料太陽能電池 數(shù)年內(nèi)有望商用
[導(dǎo)讀]據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)7月5日?qǐng)?bào)道，英國科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究或能加速塑料太陽能電池的應(yīng)用步伐，使其在5年到10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用。這種太陽能電池以可循環(huán)使用的塑料薄膜為原料，能通過“卷對(duì)卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，其成本低
據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)7月5日?qǐng)?bào)道，英國科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究或能加速塑料太陽能電池的應(yīng)用步伐，使其在5年到10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用。這種太陽能電池以可循環(huán)使用的塑料薄膜為原料，能通過“卷對(duì)卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)，其成本低廉、環(huán)保，可大規(guī)模應(yīng)用。有專家認(rèn)為，或?qū)?duì)傳統(tǒng)晶硅類太陽能電池造成沖擊。相關(guān)論文7月4日發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》雜志上。
由英國謝菲爾德大學(xué)和劍橋大學(xué)的研究人員進(jìn)行的這項(xiàng)研究，借助英國盧瑟福阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的ISIS中子源和“鉆石光源”對(duì)塑料太陽能電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，并以此為依據(jù)對(duì)相關(guān)工藝作出改進(jìn)，提高了太陽能電池的整體性能。
新方法并未采用昂貴的技術(shù)來制造特定的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，而是通過批量印制工藝，用兩種不同的感光物質(zhì)在塑料薄膜上“印”上了一層厚度只有60納米的電路結(jié)構(gòu)。由于整個(gè)制造過程都在較低的溫度下進(jìn)行，這種塑料太陽能電池的制造可采用“卷對(duì)卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)。該工藝在總體上可顯著降低能耗和材料浪費(fèi)。
此外，與傳統(tǒng)晶硅類太陽能電池切割封裝工藝相比，新技術(shù)的生產(chǎn)效率更高，一次印刷就可生產(chǎn)出幾個(gè)足球場大小的太陽能電池，而且大規(guī)模生產(chǎn)的成本也將遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶硅類太陽能電池。在使用上，這種太陽能電池重量輕、易運(yùn)輸、可卷曲，在安裝時(shí)甚至可以直接附著在建筑物表面而不占用額外的空間。研究人員稱，這種聚合物太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率目前可以達(dá)到7%—8%，下一步將有望使提高到10%以上。
謝菲爾德大學(xué)教授理查德·瓊斯說，今后50年，傳統(tǒng)化石能源將無法滿足世界日漸增長的能源需求，目前來看，在可再生能源中最有希望取代化石能源的就是太陽能。太陽蘊(yùn)藏著近乎無窮無盡的能量，但成本高、轉(zhuǎn)化率低一直限制著太陽能技術(shù)的應(yīng)用。新技術(shù)讓太陽能電池的低成本生產(chǎn)和大規(guī)模鋪設(shè)成為了現(xiàn)實(shí)，為新型太陽能電池的制造和可再生能源的發(fā)展鋪平了道路，它或許可以幫助我們進(jìn)入一個(gè)新的可再生能源時(shí)代。
瓊斯預(yù)測(cè)，在未來5年到10年，基于塑料等有機(jī)材料的太陽能電池制造技術(shù)將走向成熟，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。而余下的障礙將是如何通過巧妙的設(shè)計(jì)延長其使用壽命并進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)化效率。
由英國謝菲爾德大學(xué)和劍橋大學(xué)的研究人員進(jìn)行的這項(xiàng)研究，借助英國盧瑟福阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的ISIS中子源和“鉆石光源”對(duì)塑料太陽能電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)，并以此為依據(jù)對(duì)相關(guān)工藝作出改進(jìn)，提高了太陽能電池的整體性能。
新方法并未采用昂貴的技術(shù)來制造特定的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，而是通過批量印制工藝，用兩種不同的感光物質(zhì)在塑料薄膜上“印”上了一層厚度只有60納米的電路結(jié)構(gòu)。由于整個(gè)制造過程都在較低的溫度下進(jìn)行，這種塑料太陽能電池的制造可采用“卷對(duì)卷印刷”技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)。該工藝在總體上可顯著降低能耗和材料浪費(fèi)。
此外，與傳統(tǒng)晶硅類太陽能電池切割封裝工藝相比，新技術(shù)的生產(chǎn)效率更高，一次印刷就可生產(chǎn)出幾個(gè)足球場大小的太陽能電池，而且大規(guī)模生產(chǎn)的成本也將遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)晶硅類太陽能電池。在使用上，這種太陽能電池重量輕、易運(yùn)輸、可卷曲，在安裝時(shí)甚至可以直接附著在建筑物表面而不占用額外的空間。研究人員稱，這種聚合物太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率目前可以達(dá)到7%—8%，下一步將有望使提高到10%以上。
謝菲爾德大學(xué)教授理查德·瓊斯說，今后50年，傳統(tǒng)化石能源將無法滿足世界日漸增長的能源需求，目前來看，在可再生能源中最有希望取代化石能源的就是太陽能。太陽蘊(yùn)藏著近乎無窮無盡的能量，但成本高、轉(zhuǎn)化率低一直限制著太陽能技術(shù)的應(yīng)用。新技術(shù)讓太陽能電池的低成本生產(chǎn)和大規(guī)模鋪設(shè)成為了現(xiàn)實(shí)，為新型太陽能電池的制造和可再生能源的發(fā)展鋪平了道路，它或許可以幫助我們進(jìn)入一個(gè)新的可再生能源時(shí)代。
瓊斯預(yù)測(cè)，在未來5年到10年，基于塑料等有機(jī)材料的太陽能電池制造技術(shù)將走向成熟，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。而余下的障礙將是如何通過巧妙的設(shè)計(jì)延長其使用壽命并進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)化效率。
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