柔性太阳能电池研究是一种研究级技术,其实例在麻省理工学院创建,其中太阳能电池通过使用化学气相沉积技术将光伏材料沉积在柔性基板(例如普通纸)上来制造。 在纸上制造太阳能电池的技术是由麻省理工学院的一组研究人员在国家科学基金会和埃尼 – 麻省理工学院联盟太阳能前沿计划的支持下开发的。
特征
有机光伏材料的电路在真空室中以五层沉积在普通纸基材上。 这是通过用氧化化学气体涂覆共形导电聚合物电极来完成的,该过程称为化学气相沉积。 这种太阳能电池板能够产生超过50V的电压,这反过来又可以在正常照明条件下为电器供电。 太阳能电池也显示出柔韧性。 太阳能电池导电网格类似于具有图案化矩形的喷墨照片打印输出。 当引线连接到电基板时,显示出为电器供电。 据称“印刷”(如MIT所述)的成本与喷墨照片印刷的成本相似。 该技术使用低于120°C的气相沉积温度,这使其更容易在普通纸上制造。 该小组目前的效率接近1%,研究人员希望在不久的将来能够提高效率。
测试
还通过将光伏材料沉积在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上来测试该电路。 将PET片折叠并展开1000次并且没有观察到性能的明显劣化,而沉积在PET上的普通光伏材料仅用一次折叠就会劣化。 太阳能电池也通过激光打印机,以证明其在[稍微]高温下的持续性能,并且在手术后仍然保持其特性。
优点
在传统的太阳能电池板中,面板的支撑结构如玻璃,支架等的成本大多是在其上制造的光电材料的两倍。 由于纸张成本约为玻璃的千分之一,使用印刷工艺的太阳能电池可以比传统的太阳能电池板便宜得多。 涉及用材料涂布纸的其它方法包括首先用光滑材料涂布纸以抵消纸的分子尺度粗糙度。 但是在这种方法中,光伏材料可以直接涂覆在未处理的纸上。
应用
如果这种太阳能电池可以达到足够的技术成熟度,它们可以用作墙纸和窗帘,用于从室内照明产生电力。 它们也可以在服装上制造,这又可以用于为诸如移动电话和媒体播放器之类的便携式电子设备充电。
柔性太阳能模块可用于弯曲屋顶或屋顶,在那里安装机架安装系统没有意义。
缺点
为了在暴露于元件的户外暴露20年以上,这种太阳能电池必须用抗紫外线含氟聚合物或热塑性烯烃的前片而不是传统太阳能电池中使用的玻璃制成,这相对便宜。 太阳能电池必须密封,因此水和氧气不能通过氧化降解进入和破坏细胞。