常见的太阳能板硬而脆,也没有轻薄柔软到可以弯来凹去,只能装置在屋顶、地面等平面区域,如今韩国科学家已研发出凹成两半也不会断的折叠式太阳能电池,转换效率还达 15.2%。
如今的太阳能板还是缺乏些许“灵活性”,虽然只要能发电都是好设备,只是若能更加柔软可挠,运送装设会都更加方便,不用担心一不小心撞到受损,也可以装置在汽车、手机或是衣服上。近年来科学家为了研发可挠式太阳能模组,也透过有机染料、神奇材料石墨烯又或是铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能,研发出特殊又柔软的太阳能模组。
不过那些太阳能电池还不够柔软,至少不能凹成两半还不会断,这对太阳能产品有点过于苛刻没错,但韩国釜山大学(Pusan National University)希望研发可“折叠”的太阳能板。
论文通讯作者 Il Jeon 表示,与软性电子(Flexible Electronics)不一样,折叠式设备(Foldable Devices)对弯曲的要求更高,折叠曲率半径必须到 5mm,传统的超薄玻璃基板、金属氧化物透明导体等材料都难以实现,顶多制成可挠特性,但无法完全折叠。
为此釜山大学团队瞄准单壁奈米碳管(SWNT),以直径 0.6 至 1.8 奈米的碳管制成导电膜,可承受很大的反复弯曲而不断裂。团队首先将薄膜嵌入聚酰亚胺(PI)基板上,填上奈米碳管的空隙,最后在 SWNT-PI 掺杂氧化钼提高电导率,并借此让奈米碳管好好附着在基板上。
最终研究人员得出厚度仅 7 微米、可折叠至 5mm 曲率半径的太阳能电池,经过一万次的折叠也不会断裂,当然作为太阳能电池,表现也不差,转换效率达 15.2%,以透明度为 80% 的成绩,未来也可以制成窗户型太阳能。
Jeon 认为,就转换效率和机械稳定性来说,这应该是至今表现最好的可挠式太阳能板。
(Source:釜山大学)
- Fully foldable solar cell bends in half without breaking
- The Future of Solar Technology: New Technology Makes Foldable Cells a Practical Reality
(首图仅示意图,来源:pixabay)