可将太阳能电池印在T恤上的新技术(组图)

来源:Solarbe.com发布时间:2009-05-13 10:03:51

传统的硅太阳能电池刚硬、沉重而且不透明

  光伏电池早已成为屋顶上一道人们熟知的风景线。可是在未来,微型太阳能电池还将会出现在更多目前来说是意想不到的地方:发电窗户,汽车天窗甚至遮篷上。

  这项新技术是一项要应用于塑料、布料及其他材料上印制超薄、半透明及可弯曲的光伏电池技术。如果这项技术能成功地实现商业化应用,它将为太阳能行业提供现今常规的固定安装之外的新应用途径:电池可以印制在成卷的塑料膜上,这些塑料膜展开以后有几十种用途;或者印制在T恤及其他衣服的织物上,在穿在身上的同时可采集能源。

  这项技术的研究者是伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校材料科学与工程系的约翰·A·罗杰斯教授,他和他的研究小组采用标准印刷技术制造出了厚度不足常规半导体电池十分之一的太阳能电池。这种电池非常容易弯曲,一厚叠电池可以紧紧地裹住一支铅笔。该技术已授权给北卡罗来纳州达勒姆的半导体公司Semprius。该公司计划在一年内开始一项利用这项技术生产太阳能电池组件的试点项目。美国加利福尼亚大学伯克利分校电气工程师兼助理教授阿里·贾维和罗杰斯共同在《自然材料》杂志上发表了一篇有关这一研究的综述,他表示,这项技术为高效及柔曲的太阳能电池的大规模生产提供了一种独特的方案。

乔·卡尔是Semprius公司首席执行官。这家公司位于北卡罗来纳州达勒姆,已获得这项由伊利诺伊大学研发小组开发的新技术的专利授权。

  贾维博士认为,传统的硅太阳能电池的缺点是不可弯曲、沉重而且不透明,但由于具有可靠及高效的特性,再加上硅原料资源充足,这使它们在技术应用上占据了主导地位。但是,硅的易碎性也限制了其应用的范围。罗杰斯博士“已经解决了从硅材料或其他无机材料上截取薄层,并将这些薄层附着在其他材料表面的难题。”

  在过去五年里,罗杰斯博士和他的同事们一直致力于可弯曲电器的研究工作,而这项技术是他们的最新科研成果。罗杰斯博士介绍说,他们先使用标准平版印刷技术将薄型太阳能电池印制在半导体晶片上,然后再用软橡皮图章将硅电池转而印制到另一种物质表面上。

坎钱·古萨是Semprius公司的一名高级科学家,他正在检查一块排列有微型太阳能电池的铜镀膜玻璃模块。这种刚性太阳能电池装置应用于大型太阳能安装。

在Semprius公司, 员工谭娅·摩尔正在监控着太阳能电池印制机。

  软橡皮图章的粘性表面“吸附起硅电池,” 他说,“这样软橡皮图章就附上了这些硅电池。然后,我们就用这图章将硅电池印制在其他物体上,比如印制在一张塑料膜上。”

  哈佛大学化学与化学生物学教授、著名化学家乔治·M·魏赛兹表示,罗杰斯博士的这项研究充分利用了多年来硅制造的发展成果,同时也克服了硅材料的基本局限性。魏赛兹博士说:“硅材料的确不错,但始终局限于在坚硬的不可弯曲的平面上制造各种硅产品。”

伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校的约翰·A·罗杰斯教授和他的研究小组开发了一项新技术,可以将用来采集太阳能的光伏电池印制在柔性材料表面。

  罗杰斯博士沿用了硅器件的制备技术,但他研发出的新办法突破了早期硅材料缺乏弹性所造成的局限性。 魏赛兹博士说:“他开发出了一项重要的技术,为开辟新的应用领域奠定了基础。”

  贾维博士表示,太阳能电池的半透明化可能产生新的用途,比如,在染色窗镀膜中加入这样的薄膜以增加发电功能。通过减少镀膜中的电池,可以改变其密度,从而可以调节电池透光度,以便增加室内采光,“这样你就能像透视染色薄膜一样透视电池。”

圆形玻璃片将太阳光均匀分布给太阳能电池。

  在Semprius位于北卡罗来纳州达勒姆的工厂里,该公司正在开发太阳能电池阵列技术。该公司首席执行官乔·卡尔说:“我们对这项技术所带来的商机简直是应接不暇。”他透露到,Semprius目前正在为潜在客户开发相关的太阳能光伏组件,包括为几家汽车公司研制他们所感兴趣的用于汽车车顶的电池。

  Semprius公司采用的印制技术使用砷化镓作为半导体。它能比硅有效地吸收光能

  罗杰斯博士表示,他对这种新型电池的柔韧性及超薄性非常满意,但这种电池还有一个更为重要的优点。“这种技术所带来的电池卷曲性及透明性是很重要的,”他说,“但是,对于需要低成本的太阳能产业来说,成本是首要考虑的因素。”这项技术制造的电池厚度通常仅仅是两微米(一微米是一个百万分之一米)。“越薄成本越低。”

  这种太阳能电池相当富有柔性,一厚叠电池可以紧紧地裹住一支铅笔或钢笔


索比光伏网 https://news.solarbe.com/200905/13/4350.html
责任编辑:solarbe太阳能网资讯中心
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
苏大袁建宇团队AM: 倒置钙钛矿太阳能电池实现 26.11% 的冠军效率!来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:15:02

效率:DCA-1F共SAMs器件表现最优,冠军PCE26.11%,开路电压1.179V,短路电流密度25.89mA/cm,填充因子85.49%;DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%,均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性:30-50%湿度环境下储存1000小时,DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE;1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时,仍维持~90%效率,而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。

黄劲松AEM:理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料,能够调控能级、提升电荷提取效率,并改善器件效率与稳定性。其中,基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键,作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

AEM:环境条件对无反溶剂两步法FAPbI₃薄膜及太阳能电池性能的影响来源:知光谷 发布时间:2025-12-23 09:58:30

综上,该研究表明,在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度,可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。

紫色光/紫外光线诱导的卤化物钙钛矿太阳能电池钝化失效来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:50:34

胺基末端配体,无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用,都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂,并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而,即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池,在运行过程中仍会迅速降解,这引发了对钝化耐久性的担忧。总之,研究结果揭示了一种普遍机制,即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化,而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。

固态钙钛矿太阳能电池的发现与进展来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:39:11

2012年,我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池,开辟了一个新领域,并引发了认证功率转换效率超过27.3%,超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今,随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%,钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来,钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场,预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现,随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。

SusMat综述:环保锡基钙钛矿太阳能电池的开压和填充因子损失来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-22 09:36:56

基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案,具有适宜的带隙和强光吸收特性,但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展,但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用,锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。

肖娟定&蒋晓庆&逄淑平Angew:揭示分子柔韧性在增强吡啶基缺陷钝化以实现高效稳定钙钛矿太阳能电池中的作用来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 09:33:25

通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度,对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而,取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现,柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度,从而提升了其钝化能力,同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

苏州大学袁建宇AFM:均匀接触的共自组装单层膜实现效率超过26%的倒置钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:50:50

咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用,但它们在溶液中易形成胶束,导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs,开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件:DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层,使倒置PSCs效率提升至26.11%,并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。

ACS Nano:通过分级消除表面碘空位实现高效稳定的FA₀.₉₅Cs₀.₀₅PbI₃单晶钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:48:18

通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长,有效清除了微米级深度的碘空位;随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合,从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升:单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%,同时T工作寿命从200小时延长至1000小时,是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。

Science最新:钙钛矿层在工业纹理硅片上的一致性生长以制备高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-19 13:55:59

前言:钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法,在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层,从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升,钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率,并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。

新加坡国立大学侯毅最新Science:在绒面硅上实现最佳钙钛矿蒸汽分配实现高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿太阳能电池 发布时间:2025-12-19 08:39:38

2025年12月18日新加坡国立大学侯毅于Science刊发在绒面硅上实现最佳钙钛矿蒸汽分配实现高稳定性叠层太阳能电池的研究成果,在绒面硅衬底上实现平衡的蒸汽分配是形成高质量钙钛矿薄膜并确保器件性能的先决条件。研究表明,有机物种(例如FA+)与金字塔形织构表面的相互作用较弱,导致吸附不足和相杂质的出现