MIT發明全新的超薄太陽能電池材料

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MIT發明全新的超薄太陽能電池材料

MIT的研究人員發明了全新超薄的太陽能電池材料。（MIT/MELANIE GONICK）

2022年12月9日，來自麻省理工學院（MIT）有機與納米結構電子實驗室（ONE Lab）的研究團隊在「Small Methods」期刊上發表了新論文，展示了一款全新的超薄太陽能電池材料。其重量為傳統太陽能板的1%，然而每公斤可產生之能量又較傳統太陽能技術增加了18倍。不僅如此，其製造方式也在大規模生產方面展現出巨大潛力。

六年前，ONE Lab也研發了一種類似的超薄太陽能電池，其重量輕到能停留在肥皂泡的表面。儘管這項研發相當令人驚豔，但由於其製造要求及成本等因素的限制，最終無法進行大規模生產。

據MIT News解釋，由於太陽能電池容易損壞的特性，通常需要厚玻璃及鋁框加以保護，但也因此限制了它們的用途。研究團隊運用半導電性墨水印在比頭髮更薄的材質上，接著將太陽能板黏在迪尼瑪纖維表面。迪尼瑪（Dyneema）是一種防護性的超輕複合面料，每平方米僅13公克重。這樣製成的僅數微米厚的薄片，能應用在各式各樣的材質及表面。如帳篷外帳，可於救災工作期間發電，或是無人機機翼，來延長它們的可能飛行時間。

除了極其輕巧的設計外，新研發的材質也有更多的電量儲存空間。本篇研究的共同作者之一Mayuran Saravanapavanantham，提供了一般家庭屋頂太陽光電板陣列以進行對比。「在麻州，通常屋頂安裝的太陽能光電模組為8千瓦。」Saravanapavanantham解釋，「若要產生相同的電量，我們的太陽能纖維電池只需要在一間房屋的屋頂上增加約20公斤（44磅）重量。」

耐用性也是任何可行太陽電池陣列的關鍵要素之一。關於這一點，ONE Lab團隊在報道中展示了他們將新設計的纖維電池捲起後再展開反覆超過500次，結果只造成低於10%的發電量損失。

遺憾的是，目前MIT的這款太陽能電池纖維仍處於研發階段，研究團隊還在尋找適合的材料來包覆纖維電池。因太陽能電池是由碳基有機材料所組成，暴露在大自然的水氣與氧氣中，將導致其發電能力迅速下降。

「我們正儘可能地排除非太陽能活性材料，並同時保有這些超輕薄、柔軟太陽能電池結構的形態及性能。」該篇論文的另一位共同作者Jeremiah Mwaura向MIT解釋。這個問題一旦解決，太陽能電池纖維就能應用於無數的材質表面，在日常生活中增加目前迫切需要的綠色、可再生能源。

(大紀元新聞網)