Empa研究團(tuán)隊(duì)已打造轉(zhuǎn)化率高達(dá)21.4%的柔性薄膜光伏面板
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發(fā)布日期：2021-09-09
核心提示：
Empa研究團(tuán)隊(duì)已打造轉(zhuǎn)化率高達(dá)21.4%的柔性薄膜光伏面板
瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Empa）的一支研究團(tuán)隊(duì)，剛剛展示了一種薄而柔韌的薄膜材料，有望讓綠色光伏能源迎來(lái)新的可能、同時(shí)降低太陽(yáng)能發(fā)電板的生產(chǎn)成本。具體說(shuō)來(lái)是，經(jīng)歷數(shù)年時(shí)間的研發(fā)，Empa 科學(xué)家們終于打造出了這種由銅（Cu）、銦（In）、鎵（Ga）、硒（Se）制成的 CIGS 柔性光伏面板，并且創(chuàng)下了 21.4% 的轉(zhuǎn)化紀(jì)錄。
?。▉?lái)自：Empa）
New Atlas 指出，CIGS 只是少數(shù)處于主流開(kāi)發(fā)階段、具有柔性應(yīng)用前景的薄膜型太陽(yáng)能電池之一。不過(guò) Empa 團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的技術(shù)積淀，也賦予了他們 20 年的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
目前所知轉(zhuǎn)化率最強(qiáng)的非柔性光伏電池板，還是高達(dá) 26.7% 的晶體硅。雖然 CIGS 的柔性光伏方案尚未達(dá)成如此高的成就，但自 1999 年的 12.8% 以來(lái)，Empa 團(tuán)隊(duì)一直沒(méi)有放棄。
2005 年的時(shí)候，其效率提升到了 14.1% 。2010 / 2011 / 2013 年的時(shí)候，其創(chuàng)下了 17.6% / 18.7% / 20.4% 的紀(jì)錄。然后 2019 年的時(shí)候，這一數(shù)字繼續(xù)增長(zhǎng)到了 20.8% 。
正如我們所見(jiàn)到的那樣，技術(shù)發(fā)展的道路相當(dāng)漫長(zhǎng)。但是現(xiàn)在，Empa 研究團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了又一次突破，且離著他們的終極目標(biāo)又近了一步。
為了制造新型柔性光伏電池板，科學(xué)家們使用了一種被稱(chēng)作“低溫共蒸發(fā)”（low-temperature co-evaporation）的技術(shù)，以在薄聚合物層的上方生長(zhǎng)半導(dǎo)體薄膜。
通過(guò)調(diào)整薄膜的成本、和用于為其配備電性能的堿性摻雜劑，Empa 團(tuán)隊(duì)得以達(dá)成更高的光電轉(zhuǎn)化效率。
測(cè)試期間，效率高達(dá) 21.38% 的新型光伏面板可在數(shù)月內(nèi)保持性狀的穩(wěn)定，并且得到了德國(guó)弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所的科學(xué)家們的獨(dú)立驗(yàn)證。
最后，除了 Empa 的 CIGS 電池，我們也見(jiàn)到了通過(guò)讓鈣鈦礦與其它光敏材料相結(jié)合，在層疊柔性薄膜（串聯(lián)電池）上達(dá)成的 24.16% 轉(zhuǎn)化率。
至于柔性太陽(yáng)能電池板的商業(yè)化應(yīng)用前景，科學(xué)家們有設(shè)想將之用于屋頂和建筑外墻、移動(dòng)電子產(chǎn)品、飛機(jī)、以及地面車(chē)輛。
但在重量更輕、且能夠粘附在外形彎曲復(fù)雜的表面之外，新型薄膜光伏面板還有望進(jìn)一步降低成本，從而大幅降低可再生能源的總體成本。