六年前,麻省理工学院有机和纳米结构电子实验室 (ONE Lab) 的一个工程团队开发出一种超薄太阳能电池,可以放在肥皂泡上。虽然令人印象深刻,但不幸的是,制造要求和成本阻碍了任何可行的大规模计划。然而,本周,ONE Lab 公布了一种新的、同样超薄的太阳能电池材料,其重量只有传统太阳能电池板的百分之一,同时与传统太阳能技术相比,每公斤产生的电量可能高出 18 倍。不仅如此,其生产方法还显示出可扩展性和大规模制造的巨大潜力。 麻省理工学院的一份新闻稿解释称,强大的太阳能电池由于性质脆弱,需要厚玻璃和铝外壳来保护,因此限制了它们的多功能性和实施机会。该团队使用印刷在比一根头发还细的材料上的半导体墨水,随后将电池板粘在 Dyneema 层上,这是一种保护性的超轻复合织物,每平方米仅重 13 克。随后可以将所得的微米薄片层压在各种表面和材料上——比如帐篷外层,用于在救灾工作中发电,或者无人机机翼,用于延长其潜在飞行时间。 [相关:这个新的浮动太阳能发电场像花朵一样追随太阳。 ] 尽管这种新材料的设计非常微型,但它却蕴含着巨大的存储潜力。在接受麻省理工学院采访时,该团队的论文合著者之一、电气工程和计算机科学研究生 Mayuran Saravanapavanantham 提供了一个标准的家庭屋顶太阳能电池阵列以供比较。“马萨诸塞州典型的屋顶太阳能装置功率约为 8,000 瓦,”Saravanapavanantham 解释道。“要产生相同数量的电力,我们的织物光伏电池只会给屋顶增加约 20 公斤(44 磅)的重量。” 耐用性也是任何可行太阳能电池阵列的关键要素,ONE Lab 团队在其新设计中展示了这一特性,据报道,他们将织物卷起和展开了 500 多次,仅导致潜在发电量的损失不到 10%。 [相关:微型可折叠太阳能电池板即将进入太空。] 不幸的是,麻省理工学院的太阳能织物还不能缝入衣服中。该团队仍在寻找合适的材料来包裹产品——因为电池是由碳基有机材料制成的,暴露在空气中的天然水分和氧气中会导致其性能迅速下降。 “我们正在努力去除尽可能多的非太阳能活性材料,同时仍保留这些超轻且灵活的太阳能结构的外形和性能,”该论文的另一位合著者 Jeremiah Mwaura 向麻省理工学院解释道。一旦解决了这个问题,太阳能织物就可以应用于无数表面,为日常生活增添急需的绿色可再生能源。 |
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