可贴在任何地方发电的太阳能薄膜即将问世
自2012年以来,英国的PowerRoll公司一直在研究一种打印低成本太阳能薄膜的方法,以便利用阳光产生清洁能源。现在,该公司距离制造出轻质、可随处使用的薄膜又迈进了关键的一步,其包晶石太阳能电池的新设计应能使生产成本更低、规模更大。
PowerRoll一直致力于在塑料基板上压印"微槽结构",类似于信用卡上的"全息图"。一平方米的面积上有50万个微槽结构,这些微槽结构上涂有导电材料和光敏油墨。多层封装薄膜使印刷卷保持稳定,并提高其耐用性。
所有这些都是通过所谓的辊对辊加工来实现的,在这种加工中,材料的整个长度都被涂覆或压花,并从一个辊筒连续输送到另一个辊筒。这种方法成本低、效率高。此外,PowerRoll采用丰富的透辉石作为太阳能电池的主要材料,以吸收阳光并将其转化为电能。
该公司在这方面已经做了一段时间,并有大量专利可以证明,那么还有什么新花样呢?
从根本上说,该团队与谢菲尔德大学的研究人员合作,设计出了一种新型微槽结构,采用背面接触形式--太阳能电池的所有电触点都在背面而不是正面。这不仅提高了发电效率,而且使太阳能电池的生产成本更低,工艺更简单。
新设计还增加了背接触包晶体太阳能电池每个组件的沟槽数量,从16个增加到362个。这将功率转换效率(PCE)提高了12.8%。
研究小组还使用硬X射线纳米探针显微镜分析太阳能电池的结构和成分是否存在缺陷。详细的图像有助于发现半导体材料中的空隙等问题。
这种背接触设计的太阳能电池可以让过氧化物直接吸收光线,而无需首先通过透明导电氧化物(TCO)层。这样就不需要使用含铟等稀有昂贵材料的透明导电氧化物层,从而降低了生产成本。
该公司产品的最大特点是,这种太阳能薄膜非常轻便,易于使用。这意味着可以把它安装在包括非承重屋顶在内的各种表面上,把它运到需要无障碍发电选择的偏远地区,并希望用它覆盖许多目前无法生产的建筑和空间,这样你就有了更多的清洁能源供应电网。PowerRoll在下面的宣传视频中对这一乐观愿景进行了巧妙的可视化展示。
有鉴于此,PowerRoll将迅速扩大太阳能电池的生产规模。该公司及其在谢菲尔德的合作者已经在《应用能源材料》(AppliedEnergyMaterials)上发表了生产过程中的这些进展。负责这项工作的团队将继续探索如何利用X射线显微镜更好地了解薄膜的工作原理和稳定性。
去年10月,PowerRoll公司在一轮融资中筹集了540万美元,以提高其全面运营的制造工厂的生产能力。该公司还希望在不久的将来生产出足以发电1GW的太阳能薄膜。
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