能量聚合体

 作者:Doug Smock,特约编辑  发表时间:2008-02-25


连卷式生产RTR(roll to roll)工艺可以极大降低太阳能利用成本。

  很明显的,要百分百利用绿色生态能不是一件容易的事情。在遭遇两次中东石油能源“价格钉”后,美国政府于20世纪70年代启动了一系列重大项目,目的是为了减少对石油能源的依赖性。但是,随着石油价格下跌,人们对节能汽车和可替代能源开发的热情逐渐递减。
  太阳能是几大替代能源之一。由于太阳能的价格通常是煤炭能源的七到八倍,因此它还不到世界能源产量的1%。现在人们又重新开始对这种能源重视起来,例如加利福尼亚州,他们在这场能源革命中占领导地位。太阳能吸引了创业资金,给几大聚合物公司带来了新惊喜,例如杜邦公司和拜尔材料科学公司,他们都看到了这种能源的巨大潜能。
  另外一个大的驱动力来源于美国军方,他们期望能够提高士兵的机动性。士兵们负重的包裹通常重达100磅(lb),里面包括了重达20磅可给士兵随身装备供电三天的电池。美国国防部高级计划局(DARPA)最近奖励1220万美元给高效率太阳能电池组织,包括杜邦公司和特拉华州立大学。他们期望研究人员开发出太阳能充电器能够安装到收音机、GPS导航系统和夜视镜
的电池装置上。


专利聚合墨水替代硅作为制造新太阳能电池的活性材料。


  杜邦公司正在开发太阳能电池电导材料,以及在防潮、防紫外线、防冲撞环境下安装到环境稳定电路板上的电池外包装。杜邦公司的贡献之一是生产出一种称为Solamet的材料,它是一种金属化导电材料,外形看似一片厚厚的膜。它的用途是提高导电的功率。事实上,特拉华州立大学最近宣布了一项新技术可以传导42.8%的太阳能量,比先前记录的40.7%已经进步许多。美国国防部高级计划局(DARPA)希望至少达到50%的能量利用率。

  美国军方希望太阳能电池可以取代其他野外电池。

  像特拉华州立大学研究机构采用的硅薄膜太阳能电池,现在占太阳能电池商业市场86%的份额。于是矛盾不可避免。从2004年开始,由于有限的供应量以及硅材料价格持续上涨,减缓了太阳能电池市场的发展。下一代技术开发采用非晶体硅、多晶硅、微多晶硅、碲化镉和硒化/硫化铜铟材料制成的薄膜。这些材料比硅的效率要大大降低,但是制造的成本也低得多。
  可印制聚合物
  新技术声称采用一组基于位置规则性聚噻吩(3-噻吩共聚物)的半导聚合体,可极大吸收紫外线并分离电荷,这是光电池所要求具备的最重要的性能。这项技术由位于匹斯堡的一家印刷电子设备公司Plextronics研究开发出来,他们接受美国能源部300万美金的资助,来为联邦太阳能美国研究所开发薄膜有机光电技术。Plextronics公司自称为全球开发印制电子设备活性层技术的领导者,该技术可被用于聚合太阳能电池、塑料电路或者有机发光二极管(OLED)的生产。

  “2008年我们期望看见早期有机薄膜太阳能电池(OPV)设备在市场上出现,供应给我们的客户。”Plextronics公司业务拓展部门副总裁James Dietz说道,“关键问题是校准电池和模块功率,使重要生产工艺最优化,并且为早期产品提供长寿命模块。”
  Plextronics公司不会透露太多技术构建模块信息。“我们不会泄露我们的生产配方。”Dietz先生说。他解释道Plexcore PV是一个专利油墨系统,它结合了Plextronics公司专有的p+和n+型聚合物半导体技术。Plexcore PV自身是一种p型半导体。一旦与可传导负电荷材料(例如全碳富勒烯,二氧化钛或硒化镉)结合,就可以制成一个完整的太阳能电池。
  Plextronics公司现在正与丹佛大学和亚利桑那州立大学合作,拓宽光谱吸收能力,同时在更高太阳光穿透性条件下进行更完整的光谱排列,以提高太阳能电池功率。
  Plextronics公司的目标就是将成本降低到市场可行的每瓦一美金标准。印刷系统也可以生产柔性电池,极大拓宽了他们的设计领域。人们希望例如像可卷绕式太阳能板可以被用于帐篷的设计。能量聚合物也可以用于房顶招牌和窗户外层的制作。Plextronics公司科学主管Richard D.McCullough,同时也兼卡耐基梅隆大学科学院院长,他是位置规则性聚噻吩合成领域的专家。
  可以同Plextronics公司相提并论的就是拜尔材料科学公司了。“连卷式生产RTR(roll to roll)工艺具有降低生产成本的潜力。”匹斯堡拜尔材料科学公司未来业务部门项目经理Kevin Elsken说道,“长期来看,柔性电池将会取代传统的硅电池。也许在10年内,最迟不超过20年。”
  制模方法
  拜尔公司申请了一项生产太阳能电池板工艺专利,该工艺在前方采用透明热塑性聚亚安
















1】【2
收藏此页】【  】【打印】【关闭
相关文章
相关厂商文章

精彩专题

超值订阅2009年度DESIGN NEWS China杂志

DESIGN NEWS China杂志向国内读者介绍国际上最先进的工业技术与设计,涉及电子/测试、运动控制/自动化、创新材料、工程软件/硬件、汽车设计等领域,现在订阅可获更多优惠…[ 详细内容 ]

浏览该文章的用户还看过

  • 文章
  • 论坛
  • 博客