以伊利諾伊大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授約翰?A?羅杰斯(John A. Rogers)為首的研究小組利用標(biāo)準(zhǔn)印刷術(shù)開發(fā)出了一種半透明的超薄型太陽能電池,其厚度不足常規(guī)半導(dǎo)體電池的十分之一。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道,這種電池的靈活度極高,它既可以印在多功能塑料卷的表面,也可以成為T恤衫上的個性標(biāo)志,甚至能夠緊緊纏繞在鋼筆上。
美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley)的電氣工程師和助理教授艾里?杰維(Ali Javey)在《自然材料》(Nature Materials)上發(fā)表評論指出,傳統(tǒng)的剛性太陽能硅電池是沉重而不透明的,由于其穩(wěn)定和高效的優(yōu)點(diǎn)而在市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位。不過,硅的脆性也限制了其應(yīng)用范圍。羅杰斯的研究成果為大規(guī)模生產(chǎn)高效靈活的太陽能電池提供了新的方案,在未來它有望代替當(dāng)前固定在屋頂上的太陽能發(fā)電裝置。
在過去五年中,羅杰斯及其同事一直致力于彈性電子儀器的研發(fā),新型太陽能電池是其最新成果之一。最初他們使用標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)將超薄型太陽能電池安置在半導(dǎo)體晶片上,之后又用軟橡皮圖章將其印在其他物體表面。根據(jù)羅杰斯的描述,硅電池相當(dāng)于印泥,它們可以附著在圖章的粘性表面并隨之在不同的材料間轉(zhuǎn)移。
哈佛大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)教授、著名化學(xué)家喬治?M?魏賽茲(George M. Whitesides)指出,一方面,羅杰斯的研究是以多年來制硅技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ);另一方面,他也克服了硅缺乏彈性的根本缺陷,使電子設(shè)備獲得了前所未有的靈活性,從而為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。例如,基于新型太陽能電池的半透明特性,可以將其作為發(fā)電型染色窗口鍍膜的主要原料。人們可以通過改變電池的密度來調(diào)節(jié)鍍膜的透光性。當(dāng)電池較為稀疏時(shí),窗戶便具備了一種透視的效果。
目前該技術(shù)已被授權(quán)給北卡羅來納州達(dá)勒姆(Durham, N.C)的半導(dǎo)體公司Semprius,該公司計(jì)劃在一年內(nèi)生產(chǎn)出相關(guān)的電池組件。與此同時(shí),Semprius還致力于太陽能電池陣列技術(shù)的研發(fā)。公司的首席執(zhí)行官喬?卡爾(Joe Carr)稱,太陽能領(lǐng)域的眾多商機(jī)幾乎令Semprius應(yīng)接不暇,其潛在客戶還包括不少汽車公司,后者希望用新型電池來制造車頂,相關(guān)光伏模塊的開發(fā)正在緊鑼密鼓地進(jìn)行當(dāng)中。
羅杰斯指出,兼具靈活、透明和輕薄三大特性的新型電池的確為企業(yè)界帶來了無限商機(jī),不過其好處并不僅限于此。對于太陽能產(chǎn)業(yè)來說,如何降低成本一向是令人頭疼的難題。厚度僅達(dá)兩微米的新型電池使得生產(chǎn)成本大大降低,從而為太陽能創(chuàng)新技術(shù)的普及開拓了廣闊的前景。