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將任何表面變?yōu)殡娫?“薄如紙”的太陽(yáng)能電池問(wèn)世
2022-12-15 12:00:16化工儀器網(wǎng)閱讀量：432 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】節(jié)約能源是當(dāng)今社會(huì)最為關(guān)注的一個(gè)話題，開(kāi)發(fā)和利用新型的環(huán)保清潔能源能夠?yàn)槿虻哪茉炊倘眴?wèn)題提供很大的幫助。太陽(yáng)能是全球儲(chǔ)備最為豐富的能源，利用好太陽(yáng)能并開(kāi)發(fā)高效且穩(wěn)定的太陽(yáng)能電池能夠極大地緩解全球的能源危機(jī)。在未來(lái)的科技發(fā)展及生產(chǎn)生活中，太陽(yáng)能電池將會(huì)承擔(dān)越來(lái)越重要的作用。
太陽(yáng)能電池在未來(lái)的新能源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位，有著巨大的發(fā)展前景。隨著我國(guó)碳中和碳達(dá)峰戰(zhàn)略的落實(shí)以及全球?qū)Νh(huán)保能源需求的快速增加，對(duì)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年9月中國(guó)太陽(yáng)能電池(光伏電池)產(chǎn)量為2981萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)37.3%；2022年1-9月中國(guó)太陽(yáng)能電池(光伏電池)累計(jì)產(chǎn)量為22823萬(wàn)千瓦，累計(jì)增長(zhǎng)33.7%。
太陽(yáng)能電池有著極大的發(fā)展前景，伴隨半導(dǎo)體電子元器件制造工藝的發(fā)展，全球?qū)μ?yáng)能電池展開(kāi)了異?；钴S的研究，制造技術(shù)也百花齊放。近段時(shí)間，美國(guó)麻省理工學(xué)院工程師在最新一期《小方法》雜志上刊發(fā)論文稱(chēng)，他們開(kāi)發(fā)出一款比人頭發(fā)絲還纖薄的超輕太陽(yáng)能電池，能夠黏附于一塊織物上，可快速方便地將任何表面變?yōu)殡娫?，并且每千克的發(fā)電量是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池板的18倍。
美國(guó)麻省理工學(xué)院有機(jī)和納米結(jié)構(gòu)電子實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在納米潔凈室內(nèi)，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(yáng)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(yáng)能裝置模塊。
但這種纖薄而獨(dú)立式的太陽(yáng)能模塊很難處理，且很容易撕裂，因此難以部署。基于此，研究團(tuán)隊(duì)需要找到一種輕質(zhì)、柔韌的基材，將太陽(yáng)能電池黏附在其上。他們找到了一種每平方米僅重13克的復(fù)合材料“大力馬”(Dyneema)，并通過(guò)添加一層只有幾微米厚的固化膠，研究團(tuán)隊(duì)將太陽(yáng)能組件黏附在“大力馬”上，最終形成超輕且堅(jiān)固的太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)。
該項(xiàng)試驗(yàn)所得到的獨(dú)立式太陽(yáng)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(yáng)能電池的18倍。而且，即使將該織物太陽(yáng)能電池卷起、展開(kāi)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)方法通過(guò)擴(kuò)展，從而生產(chǎn)出面積更大的柔性電池，并且比傳統(tǒng)電池更輕、更柔韌，后續(xù)有希望能夠用在船帆、救災(zāi)帳篷和防水布、無(wú)人機(jī)的機(jī)翼及各種建筑物表面。同時(shí)，為了克服電池不受環(huán)境影響，研究人員還將繼續(xù)開(kāi)發(fā)超薄封裝解決方案。
多年以來(lái)，諸多突破性的研究成果已經(jīng)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)，很多新型產(chǎn)品也開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，然而同樣，太陽(yáng)能電池的某些應(yīng)用阻礙仍需要深入探索。伴隨著科學(xué)技術(shù)水平的持續(xù)發(fā)展，多種多樣的新材料、技術(shù)、能源的發(fā)掘和使用，一定會(huì)持續(xù)推動(dòng)太陽(yáng)能電池的應(yīng)用發(fā)展。我們可以期待，太陽(yáng)能電池在預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。
(資料參考來(lái)源：科技日?qǐng)?bào))
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