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纖維素納米晶體,樹(shù)木太陽(yáng)電池

樹(shù)木制造太陽(yáng)能電池技術(shù),以纖維素納米晶體基板替代玻璃、塑料薄膜實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池技術(shù)生產(chǎn)的技術(shù)。

ont-size: 24px; margin: 32px 0px 0px; line-height: 1.5; font-family: 'Microsoft YaHei', 'WenQuanYi Micro Hei', SimHei, tohoma, sans-serif; font-weight: normal; color: rgb(51, 51, 51);">樹(shù)木也能用來(lái)制造太陽(yáng)能電池?

    所謂的用樹(shù)木制造太陽(yáng)能電池技術(shù),就是以纖維素納米晶體基板替代現(xiàn)有的基板材料如玻璃、塑料薄膜繼而以可循環(huán)利用環(huán)保材料實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池技術(shù)綠色生產(chǎn)的一項(xiàng)技術(shù)。
 
    這項(xiàng)技術(shù)已被刊登在《科學(xué)報(bào)告》(Scientific Reports)雜志上。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)的臨時(shí)專(zhuān)利也已經(jīng)由美國(guó)專(zhuān)利局登記在案。
 
  研究人員稱(chēng),這種有機(jī)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了2.7%,這一數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他使用可再生原材料作為基板的太陽(yáng)能電池。同時(shí),用來(lái)裝配太陽(yáng)能電池的CNC基板是光學(xué)透明的,這使得光線可以穿過(guò)它們后再被一層纖薄的有機(jī)半導(dǎo)體吸收。等到了回收再利用的環(huán)節(jié),只需要在室溫下將太陽(yáng)能電池浸入水中,不消幾分鐘,CNC基板就會(huì)溶解,而電池本身則可以被輕松的分離出來(lái)。
 
  喬治亞理工學(xué)院的教授伯納德·基普倫(Bernard Kippelen)主導(dǎo)了這項(xiàng)研究,普渡大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授杰弗里·揚(yáng)布拉德(Jeffrey Youngblood)合作參與到了其中?;諅愅瑫r(shí)也是喬治亞理工學(xué)院有機(jī)光電學(xué)中心(COPE)的主管,他表示他們的成果為尋找真正的可循環(huán)、可持續(xù)、可再生太陽(yáng)能電池技術(shù)打開(kāi)了一道新的大門(mén)。此次的研究正是COPE的最新項(xiàng)目,他們的主要研究方向是印刷電子技術(shù)(比如我們報(bào)道過(guò)的透明電路),實(shí)際上COPE在去年就推出了史無(wú)前例的全塑料太陽(yáng)能電池。
 
  “為太陽(yáng)能技術(shù)開(kāi)發(fā)的有機(jī)基板愈發(fā)成熟,這為工程師們指出了未來(lái)的應(yīng)用方向。但是也要時(shí)刻牢記,有機(jī)太陽(yáng)能電池必須同時(shí)具備可循環(huán)性。假使我們的技術(shù)能利用可再生能源來(lái)獲取能量卻不能在使用壽命結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行正確的處理,那么我們就只解決了對(duì)化石燃料的依賴(lài)這一個(gè)問(wèn)題,甚至可以說(shuō)我們同時(shí)又為自己創(chuàng)造了一個(gè)新的難題。”基普倫說(shuō)。
 
  迄今為止,有機(jī)太陽(yáng)能電池主要都是裝配在玻璃或者塑料基板上的,這兩者無(wú)一是易于循環(huán)利用的,而且石化材料的基板并不環(huán)保。舉例來(lái)說(shuō),如果用玻璃裝配的太陽(yáng)能電池在制造或安裝過(guò)程中發(fā)生了破碎,那么隨之產(chǎn)生的無(wú)用材料將難以處理。紙質(zhì)基板更環(huán)保,然而它們的性能表現(xiàn)卻受制于其高度粗糙并且多孔的表面。至此,用木料制作的纖維素納米材料基板的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來(lái)——它們綠色環(huán)保,可再生又可持續(xù),而表面粗糙度值僅為兩納米。
 
  基普倫說(shuō):“下一步我們的工作方向是將功率轉(zhuǎn)換效率提升到10%以上,這一數(shù)字將接近于那些裝配在玻璃或者石化材料基板上的太陽(yáng)能電池。”他們的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)優(yōu)化太陽(yáng)能電池電極的光學(xué)特性來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。
 
  使用天然產(chǎn)物來(lái)制造纖維素納米材料還能為林業(yè)發(fā)展帶來(lái)積極的影響——美國(guó)的林產(chǎn)品工業(yè)計(jì)劃在大規(guī)模化生產(chǎn)開(kāi)始后實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)噸級(jí)別的產(chǎn)量,而這一切都可能在未來(lái)五年內(nèi)發(fā)生。

 


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