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技术突破进入新阶段:“塑料”太阳能电池

2013-12-3 12:37:15  1338 太阳能电池 塑料
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       瑞士电子与微技术中心(CSEM)巴西公司日前宣布,他们在“塑料”太阳能电池研究上获得突破,以有机聚合体替代单晶硅制造太阳能电池的技术已进入商业开发阶段。受此推动,可发生光电效应的有机聚合体薄膜产业将面临大发展。尽管国内上市公司尚未涉及该产业,但太阳能电池背板膜的需求会受到带动。
       塑料太阳能电池研究获得突破
      瑞士电子与微技术中心(CSEM)巴西公司日前宣布,他们在“塑料”太阳能电池研究上获得突破,以有机聚合体替代单晶硅制造太阳能电池的技术已进入商业开发阶段。
      所谓“塑料”太阳能电池,就是将可发生光电效应的有机聚合体薄膜,印在碳基板上并连接成为电池组。与传统单晶硅太阳能电池相比,“塑料”太阳能电池具有轻巧、廉价的显著特点,并且生产过程中污染较小。据“美洲大地”网站报道,虽然欧美国家已开发出类似技术,但发电功率小,只适用于给手机等小型电器供电。CSEM巴西公司技术人员表示,他们的新技术可制造较大面积的“塑料”太阳能电池板,以满足普通家庭用电需求。如果在建筑顶棚等开阔空间安装这种太阳能电池板,发电规模将非常可观。CSEM巴西公司称,“塑料”太阳能电池的成本远远低于传统的太阳能电池,因而已投入到商业开发阶段,同时希望引进私人企业的参与和投资。
5-10年内有望大规模商用
       据报道,英国科学家的一项最新研究或能加速塑料太阳能电池的应用步伐,使其在5到10年内实现商用。这种太阳能电池以可循环使用的塑料薄膜为原料,能通过“卷对卷印刷”技术大规模生产,其成本低廉、环保,可大规模应用。有专家认为,这或将对传统晶硅类太阳能电池造成冲击。由英国谢菲尔德大学和剑桥大学的研究人员进行的这项研究,借助英国卢瑟福阿普尔顿实验室的ISIS中子源和“钻石光源”对塑料太阳能电池的内部结构进行探测,并以此为依据对相关工艺作出改进,提高了太阳能电池的整体性能。新方法并未采用昂贵的技术来制造特定的半导体结构,而是通过批量印制工艺,用两种不同的感光物质在塑料薄膜上“印”上了一层厚度只有60纳米的电路结构。整个制造过程都在较低的温度下进行,可采用“卷对卷印刷”技术大规模生产,且该工艺在总体上可显著降低能耗和材料浪费。
       此外,与传统晶硅类太阳能电池切割封装工艺相比,新技术的生产效率更高,一次印刷就可生产出几个足球场大小的太阳能电池,而且大规模生产的成本也将远低于传统晶硅类太阳能电池。在使用上,这种太阳能电池重量轻、易运输、可卷曲,在安装时甚至可以直接附着在建筑物表面而不占用额外空间。研究人员称,这种聚合物太阳能电池的转化效率目前可以达到7%-8%,下一步有望提高到10%以上。
       谢菲尔德大学教授理查德。琼斯说,今后50年,传统化石能源将无法满足世界日渐增长的能源需求,目前来看,在可再生能源中最有希望取代化石能源的就是太阳能,但成本高、转化率低一直限制着太阳能技术的应用。新技术让太阳能电池的低成本生产和大规模铺设成为了现实,为新型太阳能电池的制造和可再生能源的发展铺平了道路。琼斯预测,在未来5到10年,基于塑料等有机材料的太阳能电池制造技术将走向成熟,并实现大规模商用。

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