肯尼索州立大學的研究者們制造了精致的太陽能電池

材料牛注：肯尼索州立大學一個實驗室的研究者們最近制造了精致的太陽能電池，這個微型太陽能電池尺寸比一根頭發絲還要細100倍，這也是首個在校園內研制的此類設備——正如他們努力研發更好的光電科技一樣。

Sandip Das是一名南方理工學院工程技術方面的電氣工程助教，和一個由三名本科生組成的團隊最近一起制造了精致的太陽能電池，比一根頭發絲還要薄100倍。

Das認為太陽能發電系統的未來就在這些柔韌的太陽能電池中。他和他的研究團隊試驗了不同的納米材料來制造第三代太陽能電池。研究者們希望研發一種優越的光電科技來生產更價廉、更高效的太陽能電池。

David Danilchuk，該項目中主修電氣工程的一名本科生，說道，“這項研究最吸引人的部分是這項新科技所提供的巨大潛力，例如在可穿戴式電子產品中整合柔韌的太陽能電池、自充電手機和窗戶上的發電層，尤其是在摩天大廈中，太陽能發電的能力可以為未來提供大量清潔、可再生和價廉的能源。”

在實驗室中，研究團隊通過一種獨特的制造工藝，制造了太陽能電池的多重納米結構層。專業的器械，如電子顯微鏡，同X射線光譜學技術和精密電子測量系統一樣，使得該團隊順利研究和更好的理解電池的性能。

Baker Nour，一名電氣工程的學生，也是該研究團隊的一員，解釋稱該團隊研發的制造過程可以在塑料基底上生產這些柔韌的太陽能電池——這是目前太陽能科技最前沿的想法之一。

事實上，這些柔性的太陽能電池板在經歷大風暴之后是有益的。Das解釋道，救災人員可以通過傳輸卷起來的太陽能電池板來生產便攜式電源。商業建筑開發商也關注著智能建筑的應用，比如用于窗戶的透明太陽能電池板，所以摩天大廈可以充分利用太陽能，從而更節能。

創新的材料和效率

據Das所說，目前商業化的太陽能電池板使用第一代硅太陽能電池，價格昂貴，易碎且體積龐大，限制了其可攜帶性。他認為，新一代太陽能電池中最有前景的材料體系是他的研究團隊應用在制造中的材料——一種超薄復合鈣鈦礦型非晶態薄膜。避免了使用昂貴的硅材料，他們在廉價的玻璃基底（如在窗戶和飲料瓶）上制造太陽能電池。

該團隊為了研發出基于柔性塑料或金屬薄片的太陽能電池，試圖探索制造過程，無需昂貴的材料，百萬美金的設備或科學級潔凈室。

Das說道，“過去的二十年來，在全球大量研究之后，硅太陽能電池的效率沒有提高很多。”他解釋道硅不是一種很好的吸光劑，并且新的科技需要研發廉價高效的電池。同硅相比，該團隊所研究的新的能隙工程鈣鈦礦晶體可以吸收更寬范圍的光譜，并且可以放在一個比硅電池還薄200倍的薄膜上。

他們研究的影響仍然在持續，但是該團隊相信他們很快就會在不使用最新科技裝置或昂貴原材料的情況下，改善太陽能電池的效率。

削減成本

他們研究的主要目標是大幅降低生產太陽能電池的成本。

通常，太陽能電池在一個清潔室內制造，這是一個制造電子的無灰或其它污染物的可控環境。但對于Das和他的團隊來說，即使沒有一個清潔室，也能夠制造新一代的太陽能電池，并測試最新的電池。

Das說道，“在過去研究太陽能的二十到三十年間，全球的研究者們懂得了如何降低成本。用于第三代太陽能電池的原材料遠比電子級硅便宜。”

材料和制造成本的削減意味著在產電方面總成本的明顯減幅，這最終節省了消費者的花銷。

Das說，“我們長期的目標是將成本降到每瓦十美分以下。” 在美國，目前硅太陽能電池的成本大約是每瓦三十美分。Das還預測到2040年，太陽能將會成為研究高效利用發電和太陽能電池的主流。Danilchuk則補充道，“對我們來說，通過分享我們從研究中所獲得的知識和幫助推進太陽能產業，從而對該領域有所貢獻，這是一件很令人興奮的事。”

原文參考鏈接：http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=34823

本文由編輯部楊洪期提供素材，朱星燁編譯，點我加入材料人編輯部。