6月9日物理学家组织网站报道,杜邦卡普顿(DuPont Kapton)一种新材料——无色聚酰亚胺薄膜(polyimide film),正在开发作为柔性基质,用于碲化镉(CdTe:cadmium telluride)薄膜光伏(PV)模块,目前,在能源转换效率上已经创造了新的世界纪录。瑞士联邦材料科学与技术实验室的一个小组,已展示了13.8%的转换效率,他们使用了这种新的无色薄膜,刷新了过去12.6%的纪录,并且接近了使用玻璃的纪录。
对比通常使用的光伏玻璃,卡普顿聚酰亚胺薄膜薄了100倍,轻了200倍,因此,有一种天然的优势,可以过渡到基于柔性薄膜而不是刚性玻璃的碲化镉系统。高速而低成本的卷到卷沉积技术(roll-to-roll deposition technologies)可用于高通量(high-throughput)制造柔性太阳能电池,可以采用聚合物薄膜(polymer film)作为基板。新的聚酰亚胺薄膜意义重大,可带来更轻更薄的柔性组件,更容易处理,安装成本也更低,使它可以理想地做一些应用,包括建筑一体化光伏应用。
“不需要大卡车运送沉重、易碎的玻璃模块,也不需要起重机把它们吊到屋顶,进行光伏安装。可以想像,轻巧柔软的薄膜制成的组件,可以简单地卷起来运输,也便于带着上楼梯,”杜邦电路及包装材料公司光伏部新的业务开发经理罗伯特G•施密特(Robert G. Schmidt)说。“因为创纪录的效率已经实现,在瑞士联邦材料科学与技术实验室,我们相信,这种柔性、轻便而耐用的材料,有可能彻底改变产业,实现柔性设计,降低系统成本。”
瑞士联邦材料科学与技术实验室的薄膜与光电实验室(Laboratory for Thin Films and Photovoltaics)正在开发高效率薄膜太阳能电池,强调采用新理念,提高性能,简化生产流程,改进器件结构,用于下一代更有效和低成本的设备。他们一直在做开创性的工作,开发和优化低温沉积工艺(低于450摄氏度),制备的高效率碲化镉太阳能电池可采用玻璃(达到15.6%的效率)和聚合物薄膜(达到12.6%的效率,这是之前的最高值,最近已经提高到13. 8%)。仅在几个星期前,蒂瓦里(Tiwari)的团队还创造了一个新的世界纪录,能量转化效率达到18.7%,那是另一种类型的柔性太阳能电池,是基于铜铟镓(二)硒(也称为CIGS:copper indium gallium selenide)。
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