太阳能技术的未来：新技术使可折叠电池成为现实

时间：2021-06-08 15:35:01 来源：

随着最近可折叠手机屏幕的发展，对可折叠电子产品的研究从未如此密集。可折叠技术的一项特别有用的应用是太阳能电池板。

当前的太阳能电池仅限于刚性平板，难以大量存储并集成到日常电器中，包括电话、窗户、车辆或室内设备。但是，有一个问题阻止了这项强大的技术突破：要集成到这些物品中，太阳能电池需要可折叠，可以随意反复弯曲而不断裂。太阳能电池中使用的传统导电材料缺乏灵活性，这对开发完全可折叠的电池造成了巨大障碍。

对高效可折叠导体的关键要求是能够在非常小的半径内承受弯曲压力，同时保持其完整性和其他理想特性。简而言之，需要一种薄的、柔韧的、透明的、有弹性的导体材料。韩国釜山国立大学教授 Il Jeon 阐述道：“与单纯的柔性电子产品不同，可折叠设备会发生更剧烈的变形，折叠半径小至 0.5 毫米。这是传统的超薄玻璃基板和金属氧化物无法实现的透明导体，可以制成柔性但永远不能完全折叠。”

幸运的是，包括 Jeon 教授在内的国际研究团队在发表于Advanced Science 的一项研究中找到了解决方案。他们确定了一个有希望的候选者来满足所有这些要求：单壁碳纳米管 (SWNT) 薄膜，因为它们具有高透明度和机械弹性。唯一的问题是当施加力(例如弯曲)并且需要化学掺杂时，SWNT 难以粘附到衬底表面。为了解决这个问题，科学家们将导电层嵌入到聚酰亚胺 (PI) 衬底中，填充纳米管中的空隙空间。

为了确保最佳性能，他们还“掺杂”了所得材料以增加其导电性。通过在 SWNT-PI 纳米复合材料层中引入小杂质(在这种情况下，从氧化钼中提取的电子)，电子穿过结构所需的能量要小得多，因此对于给定的电流量可以产生更多的电荷.

他们得到的原型远远超出了团队的预期。该复合膜仅 7 微米厚，具有出色的抗弯曲性、近 80% 的透明度和 15.2% 的功率转换效率，这是使用碳纳米管导体的太阳能电池中最高的!事实上，正如 Jeon 教授所指出的那样，“在效率和机械稳定性方面，所获得的结果是迄今为止柔性太阳能电池报告中最好的结果之一。”

凭借太阳能收集技术的这一新突破，人们只能想象下一代太阳能电池板会是什么样子。

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