科学家开发出低成本塑料太阳能电池

据美国每日科学网7月5日报道，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年到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，或将对传统晶硅类太阳能电池造成冲击。相关论文7月4日发表在《先进能源材料》杂志上。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。由于整个制造过程都在较低的温度下进行，这种塑料太阳能电池的制造可采用“卷对卷印刷”技术大规模生产。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的空间。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%，下一步将有望使提高到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。太阳蕴藏着近乎无穷无尽的能量，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，它或许可以帮助我们进入一个新的可再生能源时代。琼斯预测，在未来5年到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。而余下的障碍将是如何通过巧妙的设计延长其使用寿命并进一步提高转化效率。（来源：科技日报王小龙）