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可挠式太阳能电池量产受挑战,电池封装与耐用性为关键

国际太阳能光伏网  来源:搜狐新闻  日期:2018-06-11
  实现穿戴式太阳能衣服、汽车、3C 设备可说是当今科学家的梦想,其中染料敏化太阳能电池(DSSC)则被认为是最具潜力生力军,但现实往往没有那么简单。科学家指出虽然 DSSC 已逐步迈向商业化与量产,但仍有耐用性、产品适用性、电池封装等挑战。
 
  有别于常见、大规模量产的硅晶电池,DSSC 不需要透过半导体制程,制造容易、成本低,可透过「染料」吸收太阳光并转移电子,且基板也可以使用可挠式材质发展穿戴式设备,并用简单的涂布达成,但有机材料光电性质较差,结构还会被紫外线破坏,所以依旧停留在研究室阶段。虽然已有不少研究逐步解决这些问题,但仍有一致性不足问题。
 
  目前芬兰阿尔托大学与加拿大蒙特娄大学团队专注于可挠式 DSSC 最新进展以及如何突破当今局面达成量产。研究认为,DCSS 可以利用卷轴式(Roll-to-Roll)制程达到商业化,其中由于喷墨印刷可以精准嵌入染料与电解质成分,在该制程具有十足的发展前景。
 
  而可挠式电池封装对大规模生产更是一大挑战,如果封装不紧密,液态电解质可能会泄漏或是让杂质有缝隙可渗入,这些问题都会大大缩短电池寿命。研究也指出需要新型电池基板接合技术,传统的玻璃介质(glass-frit)仅适用于硬性设备,如要发展可挠式电池,尚需要新的接合制程。
 
  电池也必须要拥有足够的使用寿命,阿尔托大学生物制品与生物科学系研究员 Kati Miettunen 表示,可挠式太阳能电池通常是用金属或塑料制造,但金属可能会腐蚀,塑料也会让水和其他杂质渗入。
 
  未来还得开发更稳定的可挠式基底,最好是价格便宜、对环境影响更小的材料,研究则发现或许可用生物材料或混合材料制成木浆,并用永续材料木浆当成可挠式电池基底。目前研究已发布在《Wiley online Library》。
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