鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1229次 | 2021年09月24日
蘇大研究生研制出柔性太陽能電池
在手機(jī)背面貼一層薄膜,只要有太陽就能隨時(shí)為手機(jī)充電,你可不要認(rèn)為這只是幻想。記者從蘇州大學(xué)獲悉,該校納米科技學(xué)院研究生袁建宇帶領(lǐng)的科研小組的一項(xiàng)科研成果柔性聚合物太陽能電池就有望能將這一夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),該成果已成功申請兩項(xiàng)發(fā)明專利。在蘇大納米科技學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里,袁建宇和另兩位小組成員陸佳靈、徐忠杰向記者展示了這款新型太陽能電池一張透明的塑料薄膜,這與目前被廣泛運(yùn)用的傳統(tǒng)太陽能電池完全不同。仔細(xì)觀察,會發(fā)現(xiàn)這張透明的塑料薄膜上印有一層薄薄的化學(xué)物質(zhì)??蓜e小看了這層100納米厚度的薄膜,就是依靠它才能吸收到太陽能,再轉(zhuǎn)換成電能。袁建宇說,這層化學(xué)涂層正是這款新型太陽能電池的核心,也是他在博士生導(dǎo)師、國家青年入選者馬萬里教授指導(dǎo)下花費(fèi)一年多時(shí)間才研制出的新型聚合物材料。馬萬里教授曾在美國師從2000年諾貝爾化學(xué)獎獲得者、導(dǎo)電高分子發(fā)明人AlanHeeger教授,有超過10年的新型太陽能電池研究經(jīng)歷,在國際優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高水平的研究論文,獲得多項(xiàng)美國專利。
目前已商業(yè)化的太陽能電池重要以傳統(tǒng)無機(jī)材料為主導(dǎo),重要有單晶硅、非晶硅和無機(jī)薄膜太陽能電池,這類電池產(chǎn)品笨重,面積不夠大,生產(chǎn)成本昂貴,而且在生產(chǎn)過程中消耗大量電力能源,造成了很多環(huán)境污染。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅材料為主的太陽能電池最大不同的是,柔性聚合物太陽能電池可以像紙幣相同任意彎曲甚至折疊,展開之后放在陽光下就可以充電,非常輕巧,攜帶方便。袁建宇將手中的太陽能電池板彎曲起來,可以卷成筒狀,也可以做成波浪形等任意形狀。他說,柔性聚合物太陽能電池生產(chǎn)工藝簡單,可采用卷對卷大量生產(chǎn),如同印報(bào)紙相同制造太陽能電池,生產(chǎn)過程中的成本和能耗也更低,這些都是傳統(tǒng)太陽能電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)的。
在實(shí)驗(yàn)室里,記者也看到了一排顯示出紅、黃、綠、藍(lán)等十種顏色的試劑瓶。這些都是我們研制的聚合物材料,我們調(diào)制了不同顏色,這樣就可以做出各種顏色的柔性太陽能電池。袁建宇同學(xué)介紹說,由于這種太陽能電池具有透明、顏色可調(diào)的特性,因此可以安裝在包括房屋和車輛的頂部、窗戶或玻璃面板上,實(shí)現(xiàn)自發(fā)電自用,甚至可以將多余的電賣給電網(wǎng);也可以制作到背包等移動物品上,實(shí)現(xiàn)移動充電,在國外這些都已有試點(diǎn)應(yīng)用。而在我國此類電池的基礎(chǔ)研究方面、論文的發(fā)表數(shù)目處于國際領(lǐng)先水平,但是生產(chǎn)還沒有突破,目前還沒有明確的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),更沒有市售的產(chǎn)品,
由于柔性聚合物太陽能電池只有短短不到二十年的研制時(shí)間,因此提高光電轉(zhuǎn)換率、壓縮生產(chǎn)成本依然是科學(xué)家們要進(jìn)一步攻克的難關(guān)。經(jīng)過測試,袁建宇帶領(lǐng)的科研小組研制的新型聚合物材料制作的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化率已經(jīng)接近7%,高于目前商品化此類電池3%5%的轉(zhuǎn)化率。從生產(chǎn)成本上來看,這種新型材料也更為低廉,按照測算,有望將目前柔性聚合物太陽能電池產(chǎn)出每1瓦特電的生產(chǎn)成本從現(xiàn)在的12美元,通過后期大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用降到0.1美元。目前,課題組已經(jīng)完成前期實(shí)驗(yàn)室的研究,正在進(jìn)行產(chǎn)品的放大與后期工藝優(yōu)化。我們的目標(biāo)是,將來能填補(bǔ)國內(nèi)柔性聚合物太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化空白,推動我國在新型光伏產(chǎn)品研發(fā)的長期發(fā)展,提高我國在新材料、新能源領(lǐng)域的國際競爭力。馬萬里教授說。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%