MIT发明全新的超薄太阳能电池材料

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【大纪元2022年12月29日讯】(大纪元记者李宛鸿编译报导)12月9日,来自麻省理工学院(MIT)有机与奈米结构电子实验室(ONE Lab)的研究团队在“Small Methods”期刊上发表了新论文,展示了一款全新的超薄太阳能电池材料。其重量为传统太阳能板的1%,然而每公斤可产生之能量又较传统太阳能技术增加了18倍。不仅如此,其制造方式也在大规模生产方面展现出巨大潜力。

六年前,ONE Lab也研发了一种类似的超薄太阳能电池,其重量轻到能停留在肥皂泡的表面。尽管这项研发相当令人惊艳,但由于其制造要求及成本等因素的限制,最终无法进行大规模生产。

MIT News解释,由于太阳能电池容易损坏的特性,通常需要厚玻璃及铝框加以保护,但也因此限制了它们的用途。研究团队运用半导电性墨水印在比头发更薄的材质上,接着将太阳能板黏在迪尼玛纤维表面。迪尼玛(Dyneema)是一种防护性的超轻复合面料,每平方公尺仅13公克重。这样制成的仅数微米厚的薄片,能应用在各式各样的材质及表面。如帐篷外帐,可于救灾工作期间发电,或是无人机机翼,来延长它们的可能飞行时间。

除了极其轻巧的设计外,新研发的材质也有更多的电量储存空间。本篇研究的共同作者之一Mayuran Saravanapavanantham,提供了一般家庭屋顶太阳光电板阵列以进行对比。“在麻州,通常屋顶安装的太阳能光电模组为8千瓦。”Saravanapavanantham解释,“若要产生相同的电量,我们的太阳能纤维电池只需要在一间房屋的屋顶上增加约20公斤(44磅)重量。”

耐用性也是任何可行太阳电池阵列的关键要素之一。关于这一点,ONE Lab团队在报导中展示了他们将新设计的纤维电池卷起后再展开反复超过500次,结果只造成低于10%的发电量损失。

遗憾的是,目前MIT的这款太阳能电池纤维仍处于研发阶段,研究团队还在寻找适合的材料来包覆纤维电池。因太阳能电池是由碳基有机材料所组成,暴露在大自然的水汽与氧气中,将导致其发电能力迅速下降。

“我们正尽可能地排除非太阳能活性材料,并同时保有这些超轻薄、柔软太阳能电池结构的形态及性能。”该篇论文的另一位共同作者Jeremiah Mwaura向MIT解释。这个问题一旦解决,太阳能电池纤维就能应用于无数的材质表面,在日常生活中增加目前迫切需要的绿色、可再生能源。◇

责任编辑:叶紫微#

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