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太陽(yáng)能電池板的發(fā)展分析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1215次  |  2018年09月26日  

站在高處看太陽(yáng)能電池板,你一定想像是“明鏡一片”,耀得睜不開(kāi)眼。因?yàn)殡姵匕逡@取太陽(yáng)的能量,得讓陽(yáng)光照進(jìn)去。這種狀況有望改變。

不露真相的屋頂太陽(yáng)能

SolarCity董事長(zhǎng)埃隆·馬斯克展示了新型太陽(yáng)能瓦。在多幢風(fēng)格不同的新屋頂簇?fù)碇?,這位億萬(wàn)富豪展示了各種形狀的新型太陽(yáng)能瓦,有模仿瓷磚、法式石板瓦的,也有現(xiàn)代款式的平瓦,甚至是托斯卡納風(fēng)格的弧形屋頂瓦片。而共同的特點(diǎn)是,這些屋瓦從高處看來(lái)并不透明,與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能電池截然不同。你說(shuō)不出這種太陽(yáng)能瓦鋪設(shè)的屋頂與傳統(tǒng)屋頂?shù)膮^(qū)別。

馬斯克展示“長(zhǎng)相普通”的太陽(yáng)能瓦

“我們的目標(biāo)是讓太陽(yáng)能屋頂看起來(lái)就像普通屋頂,而實(shí)際上它在發(fā)電,持續(xù)時(shí)間還更長(zhǎng),隔熱效果也更好。至于成本,則少于普通屋頂加上買電成本的總和。那樣的話,為什么要買別的東西呢?”

馬斯克還展示了這些太陽(yáng)能屋瓦的堅(jiān)固性,他讓其承受重物的擊打。屋瓦有些裂縫,但不像傳統(tǒng)屋瓦那樣破成碎片。

室內(nèi)也能用的太陽(yáng)能軟片

另一種變身似乎更加徹底,就是拋棄屋頂這個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)地。美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)低成本的柔性太陽(yáng)能片,可以藏身在窗戶和墻壁,納入窗簾和壁紙,從陽(yáng)光,甚至散射光中收獲能量。

研究員吳聰聰和可回收人造光的柔性太陽(yáng)能板

每片如手掌大小的新太陽(yáng)能電池通體柔軟,不超過(guò)半毫米厚,可產(chǎn)生功率約75毫瓦的電。制成大面積后能彎曲成卷,用于窗簾和壁紙。它其實(shí)只是一層鈦氧化物,借助絲網(wǎng)印技術(shù)固定到柔性薄基板上,材料和生產(chǎn)成本都相當(dāng)便宜。

“有幾個(gè)要素使它非常有吸引力,”主持項(xiàng)目的肖申克·普里亞說(shuō),“首先,不必在高溫環(huán)境下制造,制造設(shè)備相對(duì)便宜、易于操作。第二,這種板型材料有潛在的可延伸性,做成墻紙為住宅供電,運(yùn)行報(bào)警系統(tǒng)、給手機(jī)充電、點(diǎn)亮LED燈?!?br/>
太陽(yáng)能軟板最有用的特性是其吸收散射光的能力。它不僅能利用太陽(yáng)光,也能利用LED、白熾燈和熒光燈發(fā)出的光。你可能看到這樣的奇特狀況:系統(tǒng)點(diǎn)亮了燈,而燈光中的一部分又讓系統(tǒng)重新回收,再發(fā)電,為同一盞燈供電。

目前,柔性太陽(yáng)能板的運(yùn)行效率在10%左右,稍落后于普通晶硅面板的效率峰值(13%-15%),團(tuán)隊(duì)認(rèn)為效率可提高到超過(guò)其剛性弟兄的水平,最終能織成衣服,制造特種背包等。如果再融入其他一些技術(shù)(如壓電發(fā)電),能讓士兵們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)充電。

普里亞說(shuō)?!案咝е圃齑竺娣e材料是我們的優(yōu)勢(shì)。我們會(huì)積極讓產(chǎn)品符合市場(chǎng),拓展各種用途,從服飾到窗戶,智能建筑、無(wú)人機(jī)到移動(dòng)充電站?!?br/>
發(fā)電又儲(chǔ)電的太陽(yáng)能織物

隨著移動(dòng)技術(shù)的興起,移動(dòng)電源必不可少;而最妥帖的方式,莫過(guò)于將其直接編織到我們的衣服里??茖W(xué)家最近發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電絲,朝著柔性電子的目標(biāo)又前進(jìn)一步。

太陽(yáng)能絲帶織進(jìn)面料中

美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心的加耶·托馬斯副教授說(shuō)?!霸趯?shí)驗(yàn)室里,我們研制太陽(yáng)能電池,又研制儲(chǔ)能裝置,為什么不把兩者結(jié)合在一起呢?”受馬蒂·麥克弗萊在《回到未來(lái)II》中那雙自動(dòng)系帶運(yùn)動(dòng)鞋的啟發(fā),他們團(tuán)隊(duì)研制了發(fā)電又儲(chǔ)電、能織入衣料的太陽(yáng)能絲帶。

纖細(xì)的絲帶由銅材制作,又軟又盈。一側(cè)的功能是太陽(yáng)能發(fā)電,另一側(cè)則是超級(jí)電容。當(dāng)暴露在陽(yáng)光下時(shí),發(fā)電一側(cè)的電子直接傳遞到反面,在儲(chǔ)能層中儲(chǔ)存。團(tuán)隊(duì)測(cè)試在模擬太陽(yáng)光中激活的絲帶,提供的能量密度為1.15毫瓦時(shí)/立方厘米,功率密度243毫瓦/立方厘米。為便于展示效果,團(tuán)隊(duì)試著用織機(jī)編織,成功地將絲帶織成一塊正方形面料,功能不受影響。

有朝一日這種織物用于夾克和毛衣,讓手機(jī)、健身追蹤器等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地充電滿滿?!爸饕膽?yīng)用可能還是在軍方,”托馬斯說(shuō)。士兵需要攜帶的電池有時(shí)重量超過(guò)13.6公斤;而在戰(zhàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境下,這樣的電池也難于提供。而鑲有絲帶的衣服、背包能收獲和儲(chǔ)存能量,只要有陽(yáng)光,就能解決問(wèn)題。

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