首次实现柔性有机串联太阳能电池的完整卷对卷加工

科学家手持长而灵活的太阳能电池

在一项令人印象深刻的工程壮举中,丹麦科学家发明了一种快速,可扩展和工业上可行的方法来制造大片柔性有机串联太阳能电池.他们对卷对卷加工的成功应用是这一新兴可再生技术的重大成就。

有机光伏(OPV)太阳能电池是一种聚合物基薄膜太阳能电池。OPV太阳能电池一直是许多研究的焦点,因为它们重量轻、灵活、廉价、高度可调,而且可能是一次性的。它们还可以偿还在制造过程中使用的能源的次数是无与伦比的。

在寻求提高opv的效率的过程中,除了运行寿命之外,这是目前它们的关键限制,各种新材料、加工方法和设备架构已经被研究。其中包括串联细胞,其中多个连接堆叠在另一个上。这不仅可以通过增加结的数量来提高电池的效率,而且,通过仔细选择互补材料,可以从更广泛的光谱区域收集光子。然而,这种更复杂的结构使其制造更具挑战性。

弗雷德里克克雷布斯和他在丹麦技术大学的研究团队是可再生能源技术,特别是opv方面的专家。他们首次成功地展示了串连OPV模块的卷对卷制造,每个模块由14个离散层组成,由一台类似印刷机的机器快速打印、涂覆或沉积在另一层上。该实验在简单的条件下进行,速度非常快,每秒钟就有一个太阳能电池模块被打印到空白箔上。最重要的是,该工艺相对便宜,完全可扩展,技术产量高。

柔性太阳能电池是如何工作的

克雷布斯说:“如果我已经制造了一公里长的太阳能电池,那么如果一个模块的效率是10%,而其他模块的效率是2%,我不感兴趣——我认为重要的是你能为公众制造什么。”“我做了很多,并试图寻找平均水平和实用的东西,而其他人则关注什么是可获得的。”每个人都有自己的角色,希望有一天我们能见面,也许是在中间的某个地方。”

“要实现商业可行性,这些可规模化制造设备的性能还有很长的路要走。赛斯达林他是美国阿贡国家实验室的太阳能转换专家,“但这项工作清楚地表明,这一过程本身是可行的,并有可能产生真正的市场影响。”

这项研究的未来方向在于材料的开发,以及制造过程中每一层的优化。