柔性塑料背板以及條形板為一體化光伏產(chǎn)品的新應(yīng)用打開了大門。然而到目前為止，一體化生產(chǎn)出來的光伏產(chǎn)品的光電轉(zhuǎn)換效率只有傳統(tǒng)工藝的晶體硅太陽能電池的一半。

最近加州理工大學(xué)物理系教授HarryAtwater以及他的研究小組開發(fā)了一種新的制備電池的方式，這種方式只需要很少一點(diǎn)的硅材料。

新技術(shù)對于硅材料的需求只有傳統(tǒng)技術(shù)的1%到2%

“我們的技術(shù)需要的硅材料只有傳統(tǒng)工藝的1/50到1/100之間”，HarryAtwater如是說，“這項(xiàng)技術(shù)以均勻排列的一些類管線狀硅基材為基礎(chǔ)，對于光線的吸收以及光電子的收集與傳統(tǒng)電池沒有太多的差別”。

這種微笑的硅管線的堆疊在基材上，顯微鏡下呈現(xiàn)出毛刷狀。由于傳統(tǒng)電池是基于價(jià)格昂貴的高純度硅料，因此這樣的設(shè)計(jì)還是有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。

這意味著什么呢？生產(chǎn)制造性能同于一體化的光伏產(chǎn)品只需要1%到2%的硅材料。由于傳統(tǒng)晶體硅電池的成本中硅占到了2/3以上的價(jià)值，這種技術(shù)對于材料的節(jié)省顯示出其巨大的市場潛力。

加強(qiáng)對光散射的控制從而提升轉(zhuǎn)換效率

硅材料是光電轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，你也許這么認(rèn)為使用較少的硅料會(huì)影響轉(zhuǎn)換電量，實(shí)際并非如你所想，Atwater說這項(xiàng)技術(shù)同樣具有良好的光電轉(zhuǎn)換。

“光線進(jìn)入管線狀材料，一部分被直接吸收，另外一部分從管線狀口進(jìn)入管中，經(jīng)過無數(shù)次的反射之后大部分被管線吸收，這加強(qiáng)的對整個(gè)入射光的吸收”，Atwater說，“事實(shí)上，對于光線吸收起到了很好的加強(qiáng)作用，對于單個(gè)波長甚至有20到50倍的提升”。

更加的充滿柔性

Atwater和他的同事們已經(jīng)試制出這種設(shè)想的原型，從頂上向下看這種電池與我們常見的電池存在著很大的區(qū)別。

我們制作工藝是在基板上生長管線，然后將其剝離出具有彈性的背板，這種材料和硅材料一樣具有很好的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，但是具有更好的機(jī)械韌性和強(qiáng)度。

這種靈活性為新應(yīng)用打開了大門，這正如Atwater所說的“一體化光伏技術(shù)”。例如，這種電池可以直接建在屋頂上，從而省去安裝費(fèi)用。

柔性、薄板之所以被重視其中重要的一點(diǎn)是這種材料可以彎曲，你可以想象一下，可以將他們安裝在任意形狀的頂部，如：汽車頂、船頂、或者任意非平面上。

加州理工學(xué)院的教授稱他對這種技術(shù)的商業(yè)化運(yùn)營很樂觀，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)是基于傳統(tǒng)技術(shù)的改良，而并非需要大的動(dòng)作。他還說這將有助于極大地降低光伏發(fā)電成本。

太陽能發(fā)電最有利的地方在于，在全世界的任何地方都能接收到太陽光，無論是云層較厚的北歐，還是陽光燦爛的中北非洲，還是澳洲和南亞。這就是太陽能能夠走到全世界的根本原因。

更詳盡的關(guān)于這項(xiàng)一體化光伏技術(shù)的資料可以再自然雜志的材料版面查到。