钜大LARGE | 点击量:1365次 | 2019年08月19日
纳米太阳能电池
纳米太阳能电池
纳米太阳能电池:纳米太阳能电池,想象没有板的太阳能电池板。只有一层薄薄的涂料,将阳光转化成电能。继续梦想下去:屋顶上、窗户表面都可以采集太阳能。太阳能动力建筑已经不再是南加州的专利,中国、印度、肯尼亚等地方也开始普遍采用太阳能,因为现在,它变得比烧煤碳还便宜。这就是薄膜太阳能电池powerSheet为我们描绘的前景:太阳能无处不在,廉价到第三世界国家的人民也可以享用。基础技术其实已经存在几十年,但是,今年,硅谷公司Nanosolar(纳米太阳能)才研究出承诺变成现实的生产技术。
该公司以类似印刷的方法生产太阳能电池,将一层吸收光能的纳米涂料喷到只有铝箔般厚薄的金属上,如此,可将太阳能电池板的价格缩减到目前的1/10.在Google创始人和美国能源部2000万美元拨款资助下,今年,Nanosolar的第一块商业太阳能电池板问世。
成本一直是利用太阳能的最大难题。传统太阳能电池需要以硅为材料。而硅是一种昂贵商品。目前的全球硅短缺更使情况恶化。此外,传统太阳能电池还得以玻璃为铺垫,因此既沉重又危险,运输和安装费用高昂。这意味着,用最便宜的太阳能电池板,生产1瓦电能的成本也要3美元。要与煤炭竞争,成本必须缩减到1美元/瓦。
纳米太阳能电池片powerSheet
未来的太阳能发电版板无需在在投资庞大的装配工厂里,在高度真空的环境下生产,美国加利福尼亚州的一家名为“纳米太阳能”的公司(Nanosolar)采用纳米结构的“墨水”直接在可弯曲的材料上印制成半导体的太阳能发电板powerSheet。使用纳米太阳能技术,将光电转换电路印制在塑料薄膜材料上制成太阳能电池片,可以收集更多的太阳能转换为电能。纳米太阳能电池片的发电能力比传统的硅材料太阳能电池片更强。powerSheet被评为2007年最佳发明。
Nanoslar的电池完全不使用硅,它的工作效率与大多数商业太阳能电池不相上下,而成本只有30美分/瓦。加州大学再生能源实验室主任丹•卡门说:“在这里我们说的是像印布匹一样印制太阳能电池,把它印刷到拖车上、房顶上,任何你能想象的地方。这确实是件了不起的创举,彻底改变了我们对太阳能电池的看法,也改变了太阳能经济。”
在加州圣荷塞市,Nanoslar建立起即将成为世界第一的太阳能电池工厂。公司首席执行官马丁•罗希森宣称,明年全面投产后,工厂每年生产的电池可生产430兆瓦电,比美国其他太阳能电站总发电量还多。首批10万张电池将运往欧洲,用于建设一个1.4兆瓦的电站。
目前,Nanololar面临的最大问题并非是其产品功能是否不负众望,而是如何满足强烈的市场需求。以加州为例,该州最近启动百万太阳能屋顶计划,为自动使用太阳能者提供减税、折扣等优惠,鼓励每年安装10万个太阳能房顶,持续推行10年。
日前,以色列奥莱恩太阳能公司与巴依兰大学合作开发出一种纳米染料太阳能电池。该电池的关键部分是只有10纳米的氧化钛,当阳光照射到覆有染料涂层的氧化钛粒子后,它会像自然界的光合作用那样,利用有机染料吸收光和传递太阳能,并通过氧化钛导带将太阳能转换为电流。
该公司负责人布莱恩称,这种太阳能电池的特点是效率较高、造价低。由于染料技术在早晚光线较暗的条件下也能发电,此外,他们还使用了巴依兰大学先进材料与纳米技术中心主任扎班教授发明的将纳米电池连成大的单一太阳能电池的新方法和奥莱恩公司的染料电池技术,因此,这种太阳能电池具有较高的光电效率。
另外,太阳能发电要取得成功,降低造价是一个重要因素,不仅发电成本要低于目前的化石燃料发电,同时还要大大降低基础建设费用,否则许多国家特别是发展中国家的消费者只能“望洋兴叹”。现在的硅太阳能电池技术虽比较成熟,但价格一直居高不下,而他们研发的这种染料太阳能电池的发电成本只有硅太阳能电池的一半,生产线投入也只是硅太阳能电池的一小部分,因而具有较好的市场前景。
布莱恩表示,该产品明年有望实现商品化,他们的最初目标不是与电力公司竞争,而是向私人电力公司不愿染指的亚、非、拉等发展中国家中尚未通电的边远地区家庭提供服务,这是一个巨大的市场。他相信,他们研发的可为照明和小家电提供足够电力的染料太阳能电池在这些地区会有用武之地。
另据英国《卫报》报道,另一种应用纳米技术、可“印”在铝箔上的超薄太阳能电池日前在美国加利福尼亚州一家工厂的流水线上源源不断地生产出来。这种太阳能电池被科学家称为太阳能发电的“革命”。它是硅谷的纳米太阳能公司(Nanosolar)研制生产的。和越来越多欧洲消费者安装在自家屋顶上发电的太阳能电池不同,这种新式电池可像印刷报纸一样“印”在铝箔上,弹性好,重量轻。纳米太阳能公司预计,用这种电池板发电能像用煤发电一样便宜。
纳米太阳能公司称,该产品订单已经排到了2009年中期,而且第二家工厂很快要在德国投产。
纳米太阳能公司在瑞士的经理埃里克·奥尔德科普说:“我们的首块太阳能电池板将用于德国的一家太阳能电站。我们的目标是生产出发电成本为99美分1瓦的电池板。”
报道说,在欧洲、日本、中国和美国,有几家公司和纳米太阳能公司一样,都在研发生产不同样式的“薄片”太阳能电池。美国政府和硅谷的企业家已经为这种技术实现商用投入了3亿美元。
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