太阳能走下屋顶
超薄柔性硅电池技术将为传统太阳能发电行业提供全新替代方案
在人们眼中，屋顶上的光伏电池早已是司空见惯。但在未来的某天，较现在更为小巧的微型光伏电池会在更多地方得以应用，窗户、车顶甚至遮阳篷都会出现它们的身影。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois，Urbana－Champaign）材料科学与工程系教授约翰·罗杰斯(John A. Rogers)及其研究团队发明了一项新技术，使得在塑料、布料等材料印上半透明的超薄柔性硅电池成为可能。
太阳能穿上身
如果该技术最终能大规模应用，将为如今普遍固定在屋顶上的太阳能发电行业提供一种替代方案，使其早日走下屋顶。新型硅电池既可印在塑料卷的表面，开创多种功用，又可印在T恤或其他衣物上，在人们穿着时采集能量。
罗杰斯博士及其团队使用标准印刷术制造的这种太阳能硅电池，其厚度不足传统工艺制造硅电池的十分之一。此外，电池阵列可以紧紧裹住一支铅笔，显示其柔性也十分优秀。技术已授权给位于北卡罗来纳州达勒姆（Durham）的半导体公司Semprius，公司计划在一年内推出用以制造这种硅电池的模块。
加利福尼亚大学伯克利分校(the University of California, Berkeley)电气工程师及助理教授艾里·杰维(Ali Javey)在《自然材料》(Nature Materials)杂志上发表评论指出，罗杰斯博士的方法为大规模生产高效高韧性的太阳能电池提供了新思路。
传统工艺制造的太阳能硅电池刚硬、沉重且不透明，但由于稳定、高效的特性，以及用之不竭的硅资源，使其依然在市场中占据主流。不过硅的易脆性最终还是限制了其应用范围。杰维博士称：“罗杰斯博士已解决了技术上的一系列障碍，新技术可以从硅或其他无机物中截取薄层，并将这些薄层附着在其他材料的表面之上。”
新制硅工艺
罗杰斯博士及其团队在过去5年里一直在进行柔性电子元件的研发，这项技术无非是他们先前研究的后续成果。罗杰斯博士称，他们会先用标准平板印刷术将薄薄的太阳能电池安装到半导体晶片上，而后用一枚软橡皮印章转移到其他材料上。
罗杰斯博士补充道：“印章的黏性表面能吸附起硅电池，你可以把此时硅电池想象成印章上的‘墨水’，随后我们用印章将电池印到其他材料，譬如这片塑料上面。”
哈佛大学化学与化学生物学教授、著名化学家乔治·怀特赛兹(George M. Whitesides)称，罗杰斯博士的研究成果一方面依托于近年来制硅技术的进步，另一方面也克服了硅无法大规模应用的根本缺陷。
他说：“硅的性能没的说，但先前刚硬粗糙的硅对生产造成了诸多限制。罗杰斯博士将无机物截取技术应用到制硅领域，克服了传统工艺生产的硅缺乏柔性的根本缺陷。新技术既保留了传统制硅工艺，又为相关领域的技术创新奠定了基础。”
越薄成本越低
微型硅电池的半透明特性也将产生诸多新颖用途，譬如可将其作为发电型染色窗口涂料，人们可以通过改变电池的密度来调节窗户的透光性。涂料上的电池密度越稀疏，窗户的透光性便越好。
在位于北卡罗来纳州达勒姆的工厂里，Semprius公司正在为研发太阳能电池阵列技术而忙碌。公司首席执行官乔·卡尔（Joe Carr）称新技术带来的诸多商机使得公司有些应接不暇。
该公司同时还在为包括汽车公司在内的潜在客户研发光伏模块。卡尔称汽车生产厂商对用新型电池来装备车顶很感兴趣。
罗杰斯博士说：“柔性和透明性这些特性固然优秀，但轻薄才是新型电池的最大优势。成本是太阳能发电行业的最大敌人，只有发电的单位成本下降到足够低时，太阳能发电才能得以大规模应用。新技术制造的电池厚度经常只有2微米（1微米等于100万分之1米），而你知道，电池越薄成本越低。”
(编辑:xiaoyao)
责任编辑：solar_robot
