超轻超薄！新型织物光伏电池发电能力大增18倍 可应用于各种场景

长期以来，太阳能电池技术一直被视为我们向更清洁能源过渡的关键支柱，但传统的硅太阳能电池很脆弱，所以它们必须用玻璃包装，用厚重的铝框架加固，这限制了它们的安装地点和安装方式，因此这一领域仍还有许多进步的空间。

　　有鉴于此，薄而柔韧的太阳能电池在该领域具有独特的前景，因为它们可以应用于各种不规则、弯曲或凹凸不平的表面。近期，麻省理工学院(MIT)的科学家们就研发了一种比人类头发还薄的新型轻质太阳能电池，继续推动着这一领域的发展。

　　上述最新成果是基于MIT研究团队2016年的一项研究。六年前，该团队使用一种新兴的薄膜材料生产出了太阳能电池，这种材料非常轻，甚至可以放在肥皂泡上。但这些超薄太阳能电池是用复杂的真空工艺制造的，这种工艺成本昂贵，而且难以扩大规模。

　　而在这项新研究中，为了扩大该技术的应用，MIT的科学家们现在已经转向基于墨水的可打印材料，以简化生产过程。这项研究成果已于近期发表在了《Small Methods》杂志上。

　　具体而言，他们使用了一种可打印电子墨水形式的纳米材料。这些材料与可打印的电极一起沉积在厚度仅为3微米的塑料基材上，形成一个太阳能模块。然后，该模块可以被剥离并粘在一个织物基底上，该基底提供了防止撕裂所需的机械强度，同时增加的重量又能做到最小。

　　最终，成品是一种极具柔性、而且超轻的太阳能电池，重量只有传统太阳能电池板的百分之一，但每公斤发电能力是传统太阳能电池板的18倍。在测试中，研究小组发现，当太阳能电池附着在织物上时，每公斤可以产生370瓦的功率，而单独放置时，可以产生730瓦的功率。

　　“在马萨诸塞州，一个典型的屋顶太阳能装置大约是8000瓦，”该研究论文的共同主要作者Mayuran Saravanapavanantham说，“为了产生同样数量的电力，我们的织物光伏设施只需在房子的屋顶上增加大约20公斤的重量。”

　　该团队的测试还表明，这种织物太阳能电池板可以卷起和展开500多次，同时保持90%的发电能力，这预示着它的耐用性也很强。该团队正在努力解决的问题之一是环境退化的问题，即需要某种形式的超薄包装来保护太阳能电池不受外界因素的影响。

　　麻省理工学院电子研究实验室的研究科学家Jeremiah Mwaura说，“像传统硅太阳能电池的标准一样，将这些太阳能电池包裹在厚玻璃中，将极大地降低目前进展的价值，因此该团队目前正在开发超薄包装解决方案，这只会稍微增加目前超轻型设备的重量。”

　　研究人员表示，如果这些问题能够得到解决，这种极其轻薄的太阳能电池可以使它们找到各种用途。将它们应用于船帆、灾后重建中的帐篷外侧或无人机的机翼是其中的一些例子，但理论上它们几乎可以部署在任何地方用于发电。