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美国研发有机太阳能布,揉成团千次都不会损坏

2024-12-24 210

太阳能板未来除了可以装置在汽车、衣服上,或许还能塞进包包随身携带,随时随地都能使用太阳能电力。近期美国加州大学透过有机材料成功打造太阳能布(solar tarp),即使揉一揉塞进背包 1 千次都不会损坏,有望扩大未来太阳能应用范围。

目前太阳光电主流材料为硅晶半导体,低成本、稳定高效等优点让太阳光电有机会与燃煤发电厂一较高下,且该系统还可以装置在屋顶上与储能系统相结合,为住家与企业节省电费,甚至用于偏乡、紧急避难所与难民营等离网地区,让人们日夜都有电可用。

只不过由于硅的化学性质因素,硅晶太阳能板无法朝可挠式面板迈进,大大限制了太阳能板的应用。

硅材料的光吸收率比较低,如果打造较薄的硅晶太阳能板,光子可能会直接穿过面板,因此硅晶太阳能吸光层通常约 100 微米厚、跟一张钞票差不多。且硅晶太阳能板坚硬易破碎,体积也很庞大,目前只能装设在屋顶或是外墙,运送太阳能板还可能会让面板受损。

因此为制造出更轻便、高效率与成本低的太阳能板,加州大学将研究目光从硅转移到有机材料,并成功打造出既轻薄又柔软的“太阳能布”。实验更指出,该设备柔韧且耐用,甚至可以将太阳能布揉成葡萄柚大小、塞进包包 1 千次都不会受损。

(Source:加州大学圣地牙哥分校)

有机太阳能为太阳光电产业后起之秀,不仅能透过低价聚合物材料与简易印刷技术制造,还可以制造成半透明或可挠等样式,未来更有机会整合到车辆、衣服与织品中,且有机太阳能电池最高理论效率高达 30%,可说是备受看好的太阳能技术之一。

只是对于研究团队来说,太阳能布不仅要具有可挠特性,还得拥有优异的耐用性。目前该团队已成功让有机太阳能更加轻薄与柔软,并透过特殊分子结构,让太阳能板更加柔韧。

或许现在有机太阳能转换效率还不如硅晶或是钙钛矿等太阳能电池,但研究认为该太阳能应用潜力相当大,其不仅具有可挠特性、还可以非常耐用。加州大学奈米工程教授 Darren Lipomi 表示,聚合物在日常生活中相当常见,举凡塑胶、油漆与衣服都可找到它的身影。

因此研究认为有机太阳能有望结合硅的优良光电特性与塑胶的耐用性,Lipomi 指出,团队的研究重点是打造优良电子特性与耐久性的材料,这些特质对于太阳能布相当重要。

该团队也看好钙钛矿发展,该材料的吸光层厚度只要硅的千分之一,目前也致力于打造钙钛矿太阳能电池,希望可为小型无人机或是轻便太阳能设备尽一份心力。

  • Designing a solar tarp

(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:Flickr/alex lang CC BY 2.0)

2019-03-11 16:31:00

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