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全球最薄柔性光伏电池在韩国诞生,可穿戴设备新材料

时间:2024-05-22 16:03:44 科技赋能

最薄的太阳能电池能有多薄?最新记录为1微米。

这相当于人类头发直径的百分之一和传统标准太阳能电池尺寸的百分之一。

如果实现超薄,太阳能电池的应用空间将变得更加广阔,不再局限于地面电站或屋顶。

光伏系统可以附着在各种表面上,例如可穿戴能源设备以及车辆、电器和建筑物。

近日,韩国科学家Juho Kim等人在《应用物理快报》(应用物理快报)上发表了最新研究成果,并推出了这种超薄太阳能电池。

电池虽然薄,但转换效率并不低。

与厚度约3.5微米的太阳能电池相比,它可以产生相同的电能,但厚度减少到四分之一。

韩国研究人员正在尝试将无机复合半导体微电池器件与可弯曲或可拉伸的基板相结合,通过减小电池的厚度来提高其柔韧性,以便将这些微电池器件用作可穿戴电子设备(例如服装和电子产品)的便携式设备。

皮肤。

电源提供了可能性。

在以往的生产中,由于需要将电子元件粘合在基板上,因此粘合剂会增加电池的厚度。

这项研究采用了一种新的“冷压焊接”方法,将材料顶层的光刻胶加热到摄氏度。

将其熔化,然后将其焊接到基板电极上。

光刻胶在冷却后剥离,因此粘合剂在此过程中不会增加电池片的厚度。

减小微电子器件的电池厚度,有利于适应电子器件在日常使用中极度弯曲的各种情况。

一般来说,微电子器件越薄,弯曲时承受的压力越小,越容易弯曲。

同时,可穿戴在身体上的弹性电子设备通常需要持续供电。

实验结果和理论分析恰好表明,超薄太阳能微电池可以在极端弯曲条件下提供更持久的电力。

无论是在生产成本还是持续供电方面都具有很大的优势。

研究中用于制造太阳能微电池的材料是半导体砷化镓,主要采用转印技术。

电池的重复利用是通过基板底部的电极将光子反射回光伏电池来实现的。

超薄太阳能电池柔韧且薄,足以缠绕一支铅笔一周。

许多可穿戴设备受到电池尺寸和重量的限制,无法广泛使用。

这种电池的高灵活性和轻重量将有助于促进可穿戴电子设备的生产,例如为智能眼镜供电,也可以融入服装中。

为可穿戴设备供电。

此外,这种材料未来潜力巨大,有望为太阳能电池应用创造许多新领域。

在航天器或高空探测气球等对重量敏感的领域,超薄太阳能电池的应用具有重要的科研价值。

玻璃、织物、纸张、塑料等材料也可以作为电池载体,产生更大的使用价值。

事实上,今年2月底,美国麻省理工学院的研究人员开发出了他们声称的“世界上最轻、最薄”的太阳能电池。

这款太阳能电池的厚度为2微米,是韩国团队此次开发的产品的两倍。

研究人员表示,它足够薄,可以放入肥皂泡中而不会破裂。

在可穿戴设备中,太阳能电池非常轻,用户甚至看不到它们。

不过,当时MIT的太阳能电池的转换效率并不是很高,而韩国科学家的这项研究进一步优化了转换效率问题。

不过,麻省理工学院和韩国科学家开发的新型超薄太阳能电池仍处于概念验证阶段,距离真正投入商业使用还需要一段时间。