柔性太阳能电池的特点、与传统电池的区别、制备方法

摘要：随着光伏技术的发展，光伏发电的应用越来越广泛，种类也越来越多，从传统的光伏电站（离网或并网），到光伏建筑一体化（BIPV），到PV-LED等等。这些应用中，绝大多数采用的是刚性太阳能电池，如晶体硅电池。而在一些刚性电池无法胜任的场合中，柔性太阳能电池正以其独特、柔韧的特点赢得了一席之地，在各种户外便携的应用里，特别是科考、军工等领域发挥着不可替代的作用。本文主要以目前较为成熟、应用较为广泛的柔性非晶硅太阳能电池为主，介绍了柔性太阳能电池的特点、与传统电池的区别、制备方法和便携式供电系统的构成，同时阐述了便携式太阳能供电系统的配置关系，如何在最佳的成本控制上产生最佳的效果，为今后更细化的设计提供参考。随着技术的发展，还将有更多的柔性太阳能电池被开发出来，形成产品，本文最后也将为未来新一代的柔性太阳能电池的趋势进行介绍、探讨。

关键词： 柔性太阳能；便携式电源；蓄电池

1、柔性太阳能电池

上述的太阳能电池种类中，绝大部分为刚性结构，即是用玻璃材料封装，辅以边框紧固。我们可以想象，在户外背负着一块巨大的玻璃板进行，是多么不令人愉快的。有的品种虽然可制备成柔性形态，但是柔韧度、抗破坏性、耐候性和寿命均存在很大的不足。比如SUNPOWER公司的柔性单晶硅产品，虽然已经可以实现轻微断裂后仍可继续工作，但是柔性程度只能达到30%，即是说，弯折到31%时，电池将彻底断裂而报废。

在本文论述的户外柔性便携式太阳能供电系统中，太阳能电池无非是最为核心的内容。在户外使用中，我们很难给用户限定各种使用方法，特别在军事领域，一款脆弱的电池，是不能胜任“便携性”这三个字的。

虽然碲化镉、CIGS等电池可制备成不易损坏的太阳能电池组件，但是他们仍旧还未解决隔氧隔水等问题，使用寿命相当有限。近年，中国的汉能集团席卷欧美CIGS企业，收购了数家重量级CIGS厂商，准备大干一场。虽然他们在屋顶发电（BIPV）方面营造出了不少成就，但是柔性太阳能电池仍旧迟迟未能推出产品，主要便是被隔水的封装工艺困扰。

有机太阳能电池也是未来柔性太阳能电池的一个重要方向，他采用印刷生产，高效且低成本，未来不仅可制备成柔性，甚至可以作为涂料直接涂抹。但是，就目前全世界前沿的实验室或公司来看，现在还仅仅能是停留在手套箱+玻璃器件阶段，市场化的道路还十分漫长。

真正商业化应用较为成功的，只有柔性非晶硅太阳能电池。

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