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科技日報記者 劉霞
美國麻省理工學(xué)院（MIT）工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發(fā)論文稱，他們開發(fā)出一款超輕太陽能電池，可快速方便地將任何表面變?yōu)殡娫?。這款比人頭發(fā)絲還纖薄的太陽能電池黏附于一塊織物上，重量僅為傳統(tǒng)太陽能電池板的百分之一，但每千克的發(fā)電量是其18倍，可集成在船帆、救災(zāi)帳篷和防水布、無人機(jī)的機(jī)翼及各種建筑物表面。
為生產(chǎn)太陽能電池，MIT有機(jī)和納米結(jié)構(gòu)電子實驗室團(tuán)隊使用了電子墨水形式的納米材料。在納米潔凈室內(nèi)，他們使用擠出式涂布機(jī)將納米電子材料層沉積到3微米厚的基底上，隨后使用絲網(wǎng)印刷術(shù)，印制出電極并完成太陽能模塊，接著將厚度約為15微米的印刷模塊從塑料基板上剝離，形成一種超輕太陽能裝置模塊。
但這種纖薄而獨立式的太陽能模塊很難處理，且很容易撕裂，因此難以部署。為此，研究團(tuán)隊需要找到一種輕質(zhì)、柔韌的基材，將太陽能電池黏附在其上，最終他們找到了每平方米僅重13克的復(fù)合材料“大力馬”（Dyneema）。通過添加一層只有幾微米厚的固化膠，他們將太陽能組件黏附在“大力馬”上，最終形成超輕且堅固的太陽能結(jié)構(gòu)。
測試結(jié)果顯示，獨立式太陽能電池每千克可產(chǎn)生730瓦的功率，如果將其黏附在高強(qiáng)度“大力馬”織物上，每千克約產(chǎn)生370瓦的功率，是傳統(tǒng)太陽能電池的18倍。而且，即使將該織物太陽能電池卷起、展開500多次后，仍保持90%以上的初始發(fā)電能力。這種電池生產(chǎn)方法可以擴(kuò)展，生產(chǎn)出面積更大的柔性電池。
不過，研究人員強(qiáng)調(diào)，雖然他們的太陽能電池比傳統(tǒng)電池更輕、更柔韌，但制造電池的碳基有機(jī)材料會與空氣中的水分和氧氣相互作用，可能降低電池的性能，因此需要包裹另一種材料來保護(hù)電池不受環(huán)境影響，他們目前正在開發(fā)超薄封裝解決方案。
關(guān)鍵詞： 太陽能電池
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