麻省理工学院开发出一种“纸”太阳能电池，其效率提高了18倍，重量不到原来的百分之一。你见过薄如纸的太阳能电池吗？现在，麻省理工学院的研究团队想出了办法。整个电池结构只有2到3微米厚。看起来是这样的：不仅厚度变薄了，效率也翻了一番：每公斤发电量是传统太阳能电池的18倍。而这项研究的通讯作者VladimirBulovi?也成立了一家新公司，以进一步开发和商业化这种超薄太阳能电池。网友们也对这项技术成果寄予厚望：希望这能提高传统太阳能电池的效率。回到电池本身，它到底是什么？一起来看看吧~之前已经出现过可以做成更大面积的超薄太阳能电池。类似的薄膜太阳能电池已经出现，但都存在一些局限性：要么制备的太阳能电池尺寸太小，无法商业化应用，要么实际应用效率太低。MIT超薄太阳能电池不仅效率有保证，而且可扩展性极佳。Bulovi?教授还表示：虽然实验室制作的样品只有10cmX10cm，但无疑可以做大。那么研究团队是如何处理这些的呢？为了制作超薄可扩展的太阳能电池，我们面临的第一个问题是材料的选择。换句话说，就是材料的选择必须要考虑到它的技术可行性。至于制备过程，简单来说，超薄太阳能电池就是在薄膜载体上喷涂各种材料和太阳能电池层。研究团队给出了这样一个过程（下图）来制备可扩展的太阳能电池：roll-to-rollintegration。在以往的研究中，薄膜太阳能电池的制备一般采用玻璃作为载体材料。然而，玻璃易碎且不易切割和修整，因此不适用于狭缝涂布和丝网印刷等大面积涂布技术。△来源：alicat因此，研究团队放弃了使用玻璃作为载体，改用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）片材，可以很好地避免玻璃基板的缺陷。载体基材确定后，下一步就是逐层喷涂。研究人员首先喷涂在含氟聚合物释放层上，然后添加一层薄薄的聚对二甲苯，这是一种通过化学气相沉积防止潮湿和化学腐蚀的电绝缘材料。此外，研究人员还使用各种材料制成的可印刷油墨来沉积不同的太阳能电池层，例如选择有机半导体作为活性光电转换层，银纳米线和导电聚合物作为透明电极。这样，成品太阳能电池就准备好了，接下来就是将喷涂在PET片材上的太阳能膜剥离，转移到另一块复合织物上。麻省理工学院在这里选择了迪尼玛复合织物，这种织物由夹在聚酯片材之间的超高分子量聚乙烯纤维制成，是市面上可用于高强度、低重量应用的最佳材料之一。具体过程是在成品太阳能电池的边缘涂上几微米的胶水，然后联系迪尼玛“撕开”太阳能膜，完成转移。△来源：IEEESpectrum讲完准备过程，我们来看看它的效率？直接上数据。MIT的太阳能电池功率密度为370W/kg，重量为0.1kg/平方米。为了对比，研究人员还给出了传统太阳能电池的相关数据：商用硅的功率密度为20瓦/千克，重量为10.7千克/平方米。玻璃基板上的CdTe薄膜太阳能电池板的功率密度为13W/kg，重量为14kg/m2。数据很直观，重量轻了100多倍，每公斤功率翻了一番。值得一提的是，为了实现商业应用，研究团队还进行了更广泛的测试，以创建轻质封装层以延长电池寿命，Bulovi?教授表示：（我们的）太阳能电池不使用封装即可使用一到两年，通过包装，寿命可以延长到五到十年。不过，还是有网友理性分析：重量轻了一百多倍，而且功率密度是按单位重量计算的，所以单位面积的转换功率甚至还不如传统太阳能电池。研究团队研究团队来自麻省理工学院，通讯作者为麻省理工学院纳米系主任、工程学教授VladimirBulovi?。Bulovi?教授领导有机和纳米结构电子实验室，并共同领导MIT-EniSolarFrontiersCenter。迄今为止，他已发表研究论文250多篇，被引用次数超过45,000次，在发光二极管、化学传感器、可编程存储器、微电子机器等领域发明了100多项美国专利，其中大部分已获得授权并由初创企业和跨国公司使用。此外，Bulovi?还拥有3家初创公司，包括被三星收购的量子点电子公司QDVision，主要提供下一代显示和照明解决方案。还有一家制造透明太阳能电池的公司UbiquitousEnergy。最新的初创公司正准备进一步开发和商业化文章中提到的超薄太阳能电池。
