图文:“纳米墨水”喷出太阳能电池屋顶

时间:2009-09-04 09:23:38  来源:中国能源报  作者:  点击:

   

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    近日,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的化学工程师布莱恩·科格尔表示,在不久的将来,人们将能够利用“纳米墨水”极大降低太阳能电池的生产成本。“纳米墨水”能够用来“印刷”太阳能电池(就像用油墨印刷报纸一样),然后将其“涂”于房顶或墙上用来吸收阳光,产生电力。

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  科格尔希望这一方法能将现有的太阳能电池生产成本降低90%。眼下,标准的太阳能电池生产一般都采用气相沉积工序,把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入真空反应室,在基底表面发生化学反应生成薄膜。在超大规模集成电路中很多薄膜都采用该工序,因为它淀积温度低,薄膜成份易控,膜厚与淀积时间成正比,均匀性、重复性好,台阶覆盖性优良。不过该工序要求高温,成本相对较高。

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  科格尔说:“控制成本对太阳能电池的生产以及光伏太阳能技术的大范围推广是至关重要的,因为尽管太阳能够为地球提供取之不尽的能量,但目前的太阳能捕获技术太贵,让人望而却步,无法与石化燃料竞争。” 字串6

  在过去2年中,科格尔与他的团队一直致力于低成本、纳米材料光伏太阳能技术研究。与科格尔合作的有该校化学与生物化学系的教授阿尔·巴德、鲍尔·巴巴拉以及电子工程系的教授阿楠斯·多达巴拉普。在最近一期的《美国化学会志》上,他们对自己 “纳米太阳能材料”的概念进行了验证。 字串8

  虽然在使用“纳米墨水”制造太阳能电池的过程中,必须将其“印刷”于塑料基底或者不锈钢基底之上,但是想要实现把“纳米墨水”直接涂于屋顶或墙上也并非遥不可及。科格尔解释道,要做到这一点,只要在涂吸光纳米材料之前在墙上或屋顶上喷几层其它的涂层作为基底就行。 字串3

  科格尔所使用的纳米吸光材料的厚度仅为普通头发丝的万分之一。如此小的体积让该材料拥有了新的物理属性,更适合应用于效率更高的装置之上。

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  2002年,科格尔与他人合作在加利福尼亚州成立了一家名为创新光能(Innovalight)的公司,使用硅为基础生产“纳米墨水”。而此次试验的“纳米墨水”则用混合物铜铟硒化镓(CIGS)取代了硅,因为这一混合金属不仅成本低,而且对环境的负面影响也更小。 字串7

  相对硅而言,CIGS有一些潜在的优势。而它最大的长处在于,CIGS是一种直接跃迁半导体(相对于间接跃迁半导体),这也意味着使用它生产太阳能电池的原材料需求量更小。目前该团队已经开发出了太阳光利用率为1%的“纳米太阳能电池”模型。公司希望他们能将这一利用率提高到10%,届时将能实现电池的商业化生产,并在3至5年内进入人们的日常生活。

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  另外,由“纳米墨水”印刷的太阳能电池半透明,能够帮人类实现用太阳能电池当作玻璃的愿望。科格尔透露说,他的研究已经吸引了不少工业合作伙伴的注意力。 字串4


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