在美国材料学研究协会最近举行的年会上,麻省工学院开麦林教授展示了最新研制成功的新型太阳能电池模型,新模型对原有的薄膜太阳能电池进行了结构上的改进,使得电池所吸收的太阳光能够停留更长时间,因而大大提高了太阳能转化成电能的效率。
薄膜太阳能电池应用潜力巨大
最早使用的太阳能电池是太阳能光伏电池,可追溯到1954年,当时是由贝尔实验室发明出来,当时研发的动机是希望能给偏远地区供电系统的提供能源,那时太阳能电池的效率只有6%。接着,从1957年苏联发射第一颗人造卫星开始,一直到1969年美国宇航员登陆月球,太阳能光伏电池的应用可说是得到了充分发挥。全球94%的太阳能光伏电池均采用硅晶制造。
自上世纪80年代以来,太阳能电池相关研究人员开始研究以薄膜取代硅晶制造太阳能电池的技术,并取得巨大进展。由于薄膜太阳能电池使用塑料等质轻柔软的材料为基板,具有柔软便携、耐用、光电转换效率高等特点,因此人们对它的实用化期待很高,可广泛应用于电子消费品、远程监控/通讯、军事、野外/室内供电等领域。专家认为,未来5年内薄膜太阳能电池将大幅降低成本,届时这种薄膜太阳能电池将广泛用于手表、计算器、窗帘甚至服装上。
由于传统的太阳能电池厚度接近200微米,需要更多的材料,而薄膜太阳能电池厚度只有几个微米,因而在价格上具有更大的竞争优势。但是目前的薄膜太阳能电池转化效率较低,主要原因是红外线等太阳光都是光子物质,在薄膜内停留时间不够长,不足以被更多地吸收。因此这成为科学家们攻克的难点。