肯尼索州立大学的研究者们制造了精致的太阳能电池
发布时间：2016-07-22来源：
材料牛注：肯尼索州立大学一个实验室的研究者们最近制造了精致的太阳能电池，这个微型太阳能电池尺寸比一根头发丝还要细100倍，这也是首个在校园内研制的此类设备——正如他们努力研发更好的光电科技一样。 Sandip Das是一名南方理工学院工程技术方面的电气工程助教，和一个由三名本科生组成的团队最近一起制造了精致的太阳能电池，比一根头发丝还要薄100倍。 Das认为太阳能发电系统的未来就在这些柔韧的太阳能电池中。他和他的研究团队试验了不同的纳米材料来制造第三代太阳能电池。研究者们希望研发一种优越的光电科技来生产更价廉、更高效的太阳能电池。 David Danilchuk，该项目中主修电气工程的一名本科生，说道，“这项研究最吸引人的部分是这项新科技所提供的巨大潜力，例如在可穿戴式电子产品中整合柔韧的太阳能电池、自充电手机和窗户上的发电层，尤其是在摩天大厦中，太阳能发电的能力可以为未来提供大量清洁、可再生和价廉的能源。” 在实验室中，研究团队通过一种独特的制造工艺，制造了太阳能电池的多重纳米结构层。专业的器械，如电子显微镜，同X射线光谱学技术和精密电子测量系统一样，使得该团队顺利研究和更好的理解电池的性能。 Baker Nour，一名电气工程的学生，也是该研究团队的一员，解释称该团队研发的制造过程可以在塑料基底上生产这些柔韧的太阳能电池——这是目前太阳能科技最前沿的想法之一。 事实上，这些柔性的太阳能电池板在经历大风暴之后是有益的。Das解释道，救灾人员可以通过传输卷起来的太阳能电池板来生产便携式电源。商业建筑开发商也关注着智能建筑的应用，比如用于窗户的透明太阳能电池板，所以摩天大厦可以充分利用太阳能，从而更节能。 创新的材料和效率 据Das所说，目前商业化的太阳能电池板使用第一代硅太阳能电池，价格昂贵，易碎且体积庞大，限制了其可携带性。他认为，新一代太阳能电池中最有前景的材料体系是他的研究团队应用在制造中的材料——一种超薄复合钙钛矿型非晶态薄膜。避免了使用昂贵的硅材料，他们在廉价的玻璃基底（如在窗户和饮料瓶）上制造太阳能电池。 该团队为了研发出基于柔性塑料或金属薄片的太阳能电池，试图探索制造过程，无需昂贵的材料，百万美金的设备或科学级洁净室。 Das说道，“过去的二十年来，在全球大量研究之后，硅太阳能电池的效率没有提高很多。”他解释道硅不是一种很好的吸光剂，并且新的科技需要研发廉价高效的电池。同硅相比，该团队所研究的新的能隙工程钙钛矿晶体可以吸收更宽范围的光谱，并且可以放在一个比硅电池还薄200倍的薄膜上。 他们研究的影响仍然在持续，但是该团队相信他们很快就会在不使用最新科技装置或昂贵原材料的情况下，改善太阳能电池的效率。 削减成本 他们研究的主要目标是大幅降低生产太阳能电池的成本。 通常，太阳能电池在一个清洁室内制造，这是一个制造电子的无灰或其它污染物的可控环境。但对于Das和他的团队来说，即使没有一个清洁室，也能够制造新一代的太阳能电池，并测试最新的电池。 Das说道，“在过去研究太阳能的二十到三十年间，全球的研究者们懂得了如何降低成本。用于第三代太阳能电池的原材料远比电子级硅便宜。” 材料和制造成本的削减意味着在产电方面总成本的明显减幅，这最终节省了消费者的花销。 Das说，“我们长期的目标是将成本降到每瓦十美分以下。” 在美国，目前硅太阳能电池的成本大约是每瓦三十美分。Das还预测到2040年，太阳能将会成为研究高效利用发电和太阳能电池的主流。Danilchuk则补充道，“对我们来说，通过分享我们从研究中所获得的知识和帮助推进太阳能产业，从而对该领域有所贡献，这是一件很令人兴奋的事。”
