比头发丝还薄的太阳能电池板将很快普及
许多人认为太阳能光伏能源将占领全球市场的原因之一是,它能够以其他能源无法实现的方式扩大规模。
到底有多小?如果我们说比人的头发还小呢?
韩国科学家研制出厚度仅为 1 微米的太阳能电池,比大多数太阳能电池板薄数百倍,仅为其他太阳能薄膜的一半。
这些面板几乎可以集成到任何东西上。
这些电池采用砷化镓半导体制成,无需使用任何粘合剂,直接“冷焊”在金属基板上。更引人注目的是,它们能够产生与更厚的太阳能电池几乎相同的电量,同时还能卷成半径仅为 1.4 毫米的圆柱形管。
由于厚度如此之薄,这些太阳能电池板可以集成到各种可穿戴配件中,例如衣服、镜子、帽子或背包,为我们的电子设备提供持续的电力。事实上,这些太阳能电池板几乎可以集成到任何东西中。
但这并非迄今为止最薄的太阳能电池。2016年2月,麻省理工学院的研究人员研制出了一种体积小、重量轻的太阳能电池,即使放在肥皂泡上也不会破裂。
团队中的一位研究人员表示,实现这一目标的关键在于将太阳能电池、其支撑材料以及与环境隔绝的保护涂层一次性制造完成。支撑材料在电池制造过程中即已生成,组装过程中无需处理、清洁或从真空环境中移除,从而最大限度地降低了灰尘或其他物质污染电池性能的可能性。
这种超薄太阳能电池的生产过程是在室温下的真空室中进行的,不需要制造传统太阳能电池板所需的任何溶剂或高温。
研究人员表示,组装过程可以应用于多种材料,包括量子点或钙钛矿——这种太阳能电池足够小且透明,可以嵌入窗户或建筑材料中。
当然,这些只是科学发现,从科学发现到商业产品的道路非常漫长,充满着许多困难和挑战。
但太阳能创新的趋势显而易见。电池片越来越小,越来越灵活,采用了耗能更少的新组装技术。但它们的价格仍然非常昂贵,而且短期内不会下降。最终,这些新方法将进入市场并实现规模化。随着规模化,成本也会下降。
光伏技术与其他技术截然不同。它或许能改变我们对能源的看法,使其从需要在特定地点生产的能量转变为随时随地都能获取的能量。廉价、紧凑、灵活的太阳能电池可以融入建筑材料、道路、桥梁、停车场、车辆、衣服,甚至我们的皮肤。
这些微型电池单个无法产生巨大的能量,但它们将无处不在。随着阳光漫射到基础设施,能源的存储和管理方式将发生改变。
终有一天,人类文明的整个环境将变成一台巨大的能量收集和管理机器。能源系统将不再依赖于基础设施,而是成为众多不同基础设施的一部分,甚至可能分散在这些基础设施之间。城市居民所需的大部分甚至全部能源都将存在于一个持续在线的电网中。在它们周围“流动”。
这听起来像科幻小说。但今天出生的孩子长大后肯定会看到它发生。