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太陽能電池板有望大變身
北極星太陽能光伏網(wǎng)訊:站在高處看太陽能電池板,你一定想像是“明鏡一片”,耀得睜不開眼。因為電池板要獲取太陽的能量,得讓陽光照進去。這種狀況有望改變。
不露真相的屋頂太陽能
SolarCity董事長埃隆˙馬斯克展示了新型太陽能瓦。在多幢風格不同的新屋頂簇擁中,這位億萬富豪展示了各種形狀的新型太陽能瓦,有模仿瓷磚、法式石板瓦的,也有現(xiàn)代款式的平瓦,甚至是托斯卡納風格的弧形屋頂瓦片。而共同的特點是,這些屋瓦從高處看來并不透明,與傳統(tǒng)的太陽能電池截然不同。你說不出這種太陽能瓦鋪設的屋頂與傳統(tǒng)屋頂?shù)膮^(qū)別。
■馬斯克展示“長相普通”的太陽能瓦
“我們的目標是讓太陽能屋頂看起來就像普通屋頂,而實際上它在發(fā)電,持續(xù)時間還更長,隔熱效果也更好。至于成本,則少于普通屋頂加上買電成本的總和。那樣的話,為什么要買別的東西呢?”
馬斯克還展示了這些太陽能屋瓦的堅固性,他讓其承受重物的擊打。屋瓦有些裂縫,但不像傳統(tǒng)屋瓦那樣破成碎片。
室內(nèi)也能用的太陽能軟片
另一種變身似乎更加徹底,就是拋棄屋頂這個傳統(tǒng)領地。美國弗吉尼亞理工大學團隊正在開發(fā)低成本的柔性太陽能片,可以藏身在窗戶和墻壁,納入窗簾和壁紙,從陽光,甚至散射光中收獲能量。
■研究員吳聰聰和可回收人造光的柔性太陽能板
每片如手掌大小的新太陽能電池通體柔軟,不超過半毫米厚,可產(chǎn)生功率約75毫瓦的電。制成大面積后能彎曲成卷,用于窗簾和壁紙。它其實只是一層鈦氧化物,借助絲網(wǎng)印技術(shù)固定到柔性薄基板上,材料和生產(chǎn)成本都相當便宜。
“有幾個要素使它非常有吸引力,”主持項目的肖申克˙普里亞說,“首先,不必在高溫環(huán)境下制造,制造設備相對便宜、易于操作。第二,這種板型材料有潛在的可延伸性,做成墻紙為住宅供電,運行報警系統(tǒng)、給手機充電、點亮LED燈?!?/p>
太陽能軟板最有用的特性是其吸收散射光的能力。它不僅能利用太陽光,也能利用LED、白熾燈和熒光燈發(fā)出的光。你可能看到這樣的奇特狀況:系統(tǒng)點亮了燈,而燈光中的一部分又讓系統(tǒng)重新回收,再發(fā)電,為同一盞燈供電。
目前,柔性太陽能板的運行效率在10%左右,稍落后于普通晶硅面板的效率峰值(13%-15%),團隊認為效率可提高到超過其剛性弟兄的水平,最終能織成衣服,制造軍用背包等。如果再融入其他一些技術(shù)(如壓電發(fā)電),能讓士兵們在現(xiàn)場充電。
普里亞說?!案咝е圃齑竺娣e材料是我們的優(yōu)勢。我們會積極讓產(chǎn)品符合市場,拓展各種用途,從服飾到窗戶,智能建筑、無人機到移動充電站。”
發(fā)電又儲電的太陽能織物
隨著移動技術(shù)的興起,移動電源必不可少;而最妥帖的方式,莫過于將其直接編織到我們的衣服里??茖W家最近發(fā)明的太陽能發(fā)電絲,朝著柔性電子的目標又前進一步。
■太陽能絲帶織進面料中
美國中佛羅里達大學納米科學技術(shù)中心的加耶˙托馬斯副教授說?!霸趯嶒炇依?,我們研制太陽能電池,又研制儲能裝置,為什么不把兩者結(jié)合在一起呢?”受馬蒂˙麥克弗萊在《回到未來II》中那雙自動系帶運動鞋的啟發(fā),他們團隊研制了發(fā)電又儲電、能織入衣料的太陽能絲帶。
纖細的絲帶由銅材制作,又軟又盈。一側(cè)的功能是太陽能發(fā)電,另一側(cè)則是超級電容。當暴露在陽光下時,發(fā)電一側(cè)的電子直接傳遞到反面,在儲能層中儲存。團隊測試在模擬太陽光中激活的絲帶,提供的能量密度為1.15毫瓦時/立方厘米,功率密度243毫瓦/立方厘米。為便于展示效果,團隊試著用織機編織,成功地將絲帶織成一塊正方形面料,功能不受影響。
有朝一日這種織物用于夾克和毛衣,讓手機、健身追蹤器等移動設備隨時隨地充電滿滿?!爸饕膽每赡苓€是在軍方,”托馬斯說。士兵需要攜帶的電池有時重量超過13.6公斤;而在戰(zhàn)場的惡劣環(huán)境下,這樣的電池也難于提供。而鑲有絲帶的衣服、背包能收獲和儲存能量,只要有陽光,就能解決問題。
他們的研究發(fā)表在《自然通信》雜志上。凌啟渝