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麻省理工學院研發(fā)超薄太陽能電池,可放在泡泡上

作者: | 發(fā)布日期: 2016 年 03 月 08 日 11:32 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

太陽能電池給我們的印象總是一大塊藍藍黑黑硬硬的,但隨著各種不同技術,開始有軟性的太陽能電池可供貼在曲面上,但這些可撓屈的太陽能電池,遇上麻省理工學員(MIT)研究團隊最新研究出的超輕薄太陽能電池,可都要閃邊站了,因為 MIT 團隊的這款超輕薄太陽能電池,竟然可以放在肥皂泡泡上。

這項新研究發(fā)表于《有機電子》(Organic Electronics)期刊,主導者是 MIT 教授伏拉季米爾?布洛維奇(Vladimir Bulovic),他表示這項突破的關鍵在于將太陽能電池本身、承載的基板,以及保護層三合一一體完成,而這個一體完成的工藝也減少了灰塵污染混入各層之中的機率,防止污染降低太陽能電池的效率。
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研究團隊以帕里綸(parylene),也就是聚對二甲苯,做為基板與保護層的材料,這種材料具有優(yōu)良電性能、耐熱耐候性、彈性以及化學穩(wěn)定性佳,以化學氣相沉積法制作,常用來做為生醫(yī)元件或印刷電路板的保護材料,剛好適合團隊三合一工藝所需,并以鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)為主要的吸收光能材料。整個結構在同一個真空室下以化學氣相沉積法在室溫下完成,并且不需任何溶劑。
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相對于主流太陽能電池的制作過程往往需要高溫以及毒性相當強的化學藥劑,這個工藝可說安全許多,不過研究團隊強調(diào)這樣的工藝還可以應用在不同的薄膜太陽能電池材料上,不一定只能適用于研究團隊此次所選擇的材料,包括量子點或是鈣鈦化合物等都可取代實驗中的 DBP 有機材料成為吸收光能材料。
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團隊以 DBP 造就了當前世上最輕薄的太陽能電池,成品的厚度只有 2 微米厚度,相當于人類頭發(fā)寬度的十五分之一,只有玻璃基板太陽能電池的千分之一厚,可以放在肥皂泡泡上,一不小心太大力呼氣就會吹飛了,而雖然將光能轉為電能的轉換率并不是太理想,但若以重量轉換率來說,則是所有材料中最高的之一,每克重可產(chǎn)生 6 W 電力,較一般太陽能電池高出 400 倍。
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這樣的特性讓這種新材料適用于一些特殊應用,例如對重量很敏感的高空氣球,若布滿這種超輕薄又可撓屈的薄膜太陽能電池,就可以在高空中發(fā)電自給自足;也可以用來為可攜式電子產(chǎn)品供電,或穿戴式裝置供電。過去有設計師將太陽能電池設計于衣物上,但因為太陽能電池太過笨重,看起來像兵馬俑,而沒有實穿效果,若使用這種新材料,太陽能衣物將可望大行其道。
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不過,這款太陽能電池目前只是原型,還得經(jīng)過多年的開發(fā)才能推出商用產(chǎn)品。就期待 MIT 團隊積極努力讓它快點上市了。
Solar cells as light as a soap bubble
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(本文授權轉載自《科技新報》─〈麻省理工學院研發(fā)超薄太陽能電池,可放在泡泡上〉)
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