可印刷微型液體太陽能電池問世

時(shí)間:2012-04-30 17:23來源:科技日?qǐng)?bào) 作者: 劉霞 點(diǎn)擊: 載入中...

  中國科技網(wǎng)訊 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月26日(北京時(shí)間)報(bào)道,美國科學(xué)家表示,他們最新研制出了一種便宜且穩(wěn)定的液體太陽能電池。這種由納米晶體制成的電池“體形非常嬌小”,因而能以液體墨水的形式存在,可印刷或者涂抹在干凈基底的表面。最新研究發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)出版的國際無機(jī)化學(xué)期刊《道爾頓匯刊》上。
 

  南加州大學(xué)科學(xué)家研制的這種太陽能電池使用的納米晶體由半導(dǎo)體硒化鎘制成,其大小約為4納米,這意味著一個(gè)針頭上就可以放置2500億個(gè),而且其也可以漂浮在液體溶液內(nèi)。該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、南加州大學(xué)文理學(xué)院化學(xué)副教授理查德·布切爾表示:“就像印刷報(bào)紙一樣,我們也可以印刷太陽能電池。”
 

  盡管與目前廣泛使用的單晶體硅晶圓太陽能電池相比,液態(tài)納米晶體太陽能電池的制造過程更加便宜,但其光電轉(zhuǎn)化效率要稍遜一籌。不過,在最新研究中,研究人員攻克了制造液體太陽能電池面臨的關(guān)鍵問題:如何制造出一種穩(wěn)定且能導(dǎo)電的液體。
 

  以前,科學(xué)家們需要讓有機(jī)配位體分子依附在納米晶體之上,以讓納米晶體保持穩(wěn)定并預(yù)防二者相互黏連在一起。但這些有機(jī)配位體分子同時(shí)也會(huì)將晶體隔絕起來,使整個(gè)系統(tǒng)的導(dǎo)電性能變得非常差。布切爾表示:“這一直是該領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)。”
 

  為此,布切爾和南加州大學(xué)的博士后研究員戴維·韋伯為這種納米晶體研發(fā)出了一種新的表面涂層。這種新的合成配位體不僅在使納米晶體穩(wěn)定方面表現(xiàn)良好,而且,它們實(shí)際上也變身為細(xì)小的“橋梁”,將納米晶體連接起來并幫助它們傳輸電流。
 

  另外,通過一個(gè)相對(duì)低溫、不需要進(jìn)行任何與熔化有關(guān)的過程,科學(xué)家們就可以將這種液體太陽能電池印刷在塑料而非玻璃表面,最終得到一種柔性太陽能電池板,其形狀可以隨需而變安裝在任何地方。
 

  布切爾表示,接下來他計(jì)劃使用其他材料而非有毒的鎘來制造納米晶體。他也指出:“盡管對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)還要等上幾年,不過,他們已經(jīng)很清楚地看到,這項(xiàng)技術(shù)可以同下一代太陽能電池技術(shù)完美地結(jié)合在一起。”  
 不論這兩年來的全球光伏產(chǎn)業(yè)狀況如何,單純就技術(shù)路線而言,晶硅依舊牢牢地占據(jù)著光伏江湖的龍頭地位,因此,一種基本屬于薄膜技術(shù)路線、能像印刷報(bào)紙一樣印刷的光伏電池技術(shù),在現(xiàn)階段看起來,好比巨輪邊上飄搖的一只烏篷小船。不過,就像多年前也沒幾個(gè)人相信依靠太陽可以發(fā)電一樣,液體光伏電池如果能夠持續(xù)像今番這樣突破材料、結(jié)構(gòu)和光電轉(zhuǎn)化效率方面的難題,未來的商業(yè)化前景或不可估量。畢竟,它在應(yīng)用范圍上有著晶硅電池所不具備的廣泛性與靈活性,而天然的成本優(yōu)勢(shì),更是后者努力良久亦無法企及的。
 

  《科技日?qǐng)?bào)》(2012-04-27 一版)



 

(責(zé)任編輯:鑫報(bào))
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