太陽能現在完全達到峰值,衝破成本壁壘以前阻礙了該技術的發展,以至於在世界某些地區,來自陽光的剩餘能量被被免費贈送。
但如果我們要釋放太陽能的真正潛力,我們需要思考超越當今的大型屋頂太陽能板,並研究更小、更輕、甚至可穿戴的太陽能電池可以為我們做什麼。
這就是韓國研究人員開發的新型柔性超薄光伏電池背後的想法。 這些東西是如此可彎曲,可以纏繞在鉛筆上? 或更小的東西。 在上圖中,細胞材料圍繞著 1 毫米厚的玻片邊緣折疊。
“我們的光伏板厚度約為 1 微米,”工程師李鐘浩說道來自光州科學技術學院。
這使它比人的頭髮細得多嗎? 寬度範圍為 10 至 200 微米? 而標準光電池的厚度可能要厚數百倍。
這種極端的薄度意味著有一天我們可能能夠在個人電子設備上使用極其輕巧的太陽能電池,例如健身追蹤器和僅由周圍的光供電的智慧眼鏡。
它還賦予面板巨大的靈活性和抗彎曲性,這對於需要高度適應性或可穿戴的應用(例如織物和衣服)非常方便。
該團隊使用半導體材料砷化鎵開發了該材料,將電池直接沖壓到柔性基板上,並冷焊將細胞連接至基板上的電極。 光伏電池下方的金屬層可作為反射器,將任何雜散光子反射到電池上。
在研究人員的測試中,報道稱應用物理快報彎曲測試表明,超薄電池可以圍繞小至 1.4 毫米的半徑進行纏繞,而僅承受其他類型薄太陽能電池(厚度為 3.5 微米)的約四分之一的應變量。
“較薄的電池在彎曲時不易碎,但性能相似甚至稍好一些,”李說。
今年早些時候,我們看到了一種類似的超薄太陽能電池方法,當時麻省理工學院的研究人員開發瞭如此輕的光伏電池,他們甚至可以放在肥皂泡上而不會破裂。 這些太陽能電池的唯一問題是它們太輕了,幾乎無法使用。
“如果你呼吸太用力,你可能會把它吹走”麻省理工學院團隊成員之一喬爾吉恩 (Joel Jean) 說道, 當時。
但科學家不僅對讓太陽能板變得更小、更輕感興趣? 他們也努力提高太陽能電池板的效率。
去年,史丹佛大學的科學家開發出比傳統電池板吸收更多陽光的太陽能電池,方法是使用「奈米線」有效地使電池上的上部金屬接觸不可見,讓暢通無阻的細胞從太陽吸收更多的能量。
就在上個月,澳洲新南威爾斯大學 (UNSW) 的研究人員創下太陽能效率新世界紀錄,建造光伏電池,無需聚光器即可收集三分之一以上(34.5%)的太陽能。
這項技術突破了先前 24% 的紀錄,將入射陽光分成四個獨立的波段來吸收更多的能量。
“這一令人鼓舞的結果表明,光伏研究仍有待取得進展,以使太陽能電池更加高效,”研究員馬克基弗斯說,當記錄被宣佈時。 “從每一束陽光中提取更多能量對於降低太陽能電池發電成本至關重要,因為它可以降低所需投資並更快地獲得回報。”
看到太陽能領域發生的所有這些進步真是太棒了,科學家們計算出這一點光是屋頂太陽能就可以滿足美國近一半的電力需求很明顯,我們才剛開始擺脫對化石燃料的依賴。
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