6月9日物理學家組織網站報道,杜邦卡普頓(DuPont Kapton)一種新材料——無色聚酰亞胺薄膜(polyimide film),正在開發作為柔性基質,用于碲化鎘(CdTe:cadmium telluride)薄膜光伏(PV)模塊,目前,在能源轉換效率上已經創造了新的世界紀錄。瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的一個小組,已展示了13.8%的轉換效率,他們使用了這種新的無色薄膜,刷新了過去12.6%的紀錄,并且接近了使用玻璃的紀錄。
對比通常使用的光伏玻璃,卡普頓聚酰亞胺薄膜薄了100倍,輕了200倍,因此,有一種天然的優勢,可以過渡到基于柔性薄膜而不是剛性玻璃的碲化鎘系統。高速而低成本的卷到卷沉積技術(roll-to-roll deposition technologies)可用于高通量(high-throughput)制造柔性太陽能電池,可以采用聚合物薄膜(polymer film)作為基板。新的聚酰亞胺薄膜意義重大,可帶來更輕更薄的柔性組件,更容易處理,安裝成本也更低,使它可以理想地做一些應用,包括建筑一體化光伏應用。
“不需要大卡車運送沉重、易碎的玻璃模塊,也不需要起重機把它們吊到屋頂,進行光伏安裝。可以想像,輕巧柔軟的薄膜制成的組件,可以簡單地卷起來運輸,也便于帶著上樓梯,”杜邦電路及包裝材料公司光伏部新的業務開發經理羅伯特G•施密特(Robert G. Schmidt)說。“因為創紀錄的效率已經實現,在瑞士聯邦材料科學與技術實驗室,我們相信,這種柔性、輕便而耐用的材料,有可能徹底改變產業,實現柔性設計,降低系統成本。”
瑞士聯邦材料科學與技術實驗室的薄膜與光電實驗室(Laboratory for Thin Films and Photovoltaics)正在開發高效率薄膜太陽能電池,強調采用新理念,提高性能,簡化生產流程,改進器件結構,用于下一代更有效和低成本的設備。他們一直在做開創性的工作,開發和優化低溫沉積工藝(低于450攝氏度),制備的高效率碲化鎘太陽能電池可采用玻璃(達到15.6%的效率)和聚合物薄膜(達到12.6%的效率,這是之前的最高值,最近已經提高到13. 8%)。僅在幾個星期前,蒂瓦里(Tiwari)的團隊還創造了一個新的世界紀錄,能量轉化效率達到18.7%,那是另一種類型的柔性太陽能電池,是基于銅銦鎵(二)硒(也稱為CIGS:copper indium gallium selenide)。
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