太陽能電池板有望大變身

:站在高處看太陽能電池板，你一定想像是“明鏡一片”，耀得睜不開眼。因?yàn)殡姵匕逡@取太陽的能量，得讓陽光照進(jìn)去。這種狀況有望改變。

不露真相的屋頂太陽能

SolarCity董事長埃隆˙馬斯克展示了新型太陽能瓦。在多幢風(fēng)格不同的新屋頂簇?fù)碇?，這位億萬富豪展示了各種形狀的新型太陽能瓦，有模仿瓷磚、法式石板瓦的，也有現(xiàn)代款式的平瓦，甚至是托斯卡納風(fēng)格的弧形屋頂瓦片。而共同的特點(diǎn)是，這些屋瓦從高處看來并不透明，與傳統(tǒng)的太陽能電池截然不同。你說不出這種太陽能瓦鋪設(shè)的屋頂與傳統(tǒng)屋頂?shù)膮^(qū)別。

■馬斯克展示“長相普通”的太陽能瓦

“我們的目標(biāo)是讓太陽能屋頂看起來就像普通屋頂，而實(shí)際上它在發(fā)電，持續(xù)時(shí)間還更長，隔熱效果也更好。至于成本，則少于普通屋頂加上買電成本的總和。那樣的話，為什么要買別的東西呢？”

馬斯克還展示了這些太陽能屋瓦的堅(jiān)固性，他讓其承受重物的擊打。屋瓦有些裂縫，但不像傳統(tǒng)屋瓦那樣破成碎片。

室內(nèi)也能用的太陽能軟片

另一種變身似乎更加徹底，就是拋棄屋頂這個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)地。美國弗吉尼亞理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)低成本的柔性太陽能片，可以藏身在窗戶和墻壁，納入窗簾和壁紙，從陽光，甚至散射光中收獲能量。

■研究員吳聰聰和可回收人造光的柔性太陽能板

每片如手掌大小的新太陽能電池通體柔軟，不超過半毫米厚，可產(chǎn)生功率約75毫瓦的電。制成大面積后能彎曲成卷，用于窗簾和壁紙。它其實(shí)只是一層鈦氧化物，借助絲網(wǎng)印技術(shù)固定到柔性薄基板上，材料和生產(chǎn)成本都相當(dāng)便宜。

“有幾個(gè)要素使它非常有吸引力，”主持項(xiàng)目的肖申克˙普里亞說，“首先，不必在高溫環(huán)境下制造，制造設(shè)備相對(duì)便宜、易于操作。第二，這種板型材料有潛在的可延伸性，做成墻紙為住宅供電，運(yùn)行報(bào)警系統(tǒng)、給手機(jī)充電、點(diǎn)亮LED燈。”

太陽能軟板最有用的特性是其吸收散射光的能力。它不僅能利用太陽光，也能利用LED、白熾燈和熒光燈發(fā)出的光。你可能看到這樣的奇特狀況：系統(tǒng)點(diǎn)亮了燈，而燈光中的一部分又讓系統(tǒng)重新回收，再發(fā)電，為同一盞燈供電。

目前，柔性太陽能板的運(yùn)行效率在10%左右，稍落后于普通晶硅面板的效率峰值（13%-15%），團(tuán)隊(duì)認(rèn)為效率可提高到超過其剛性弟兄的水平，最終能織成衣服，制造軍用背包等。如果再融入其他一些技術(shù)（如壓電發(fā)電），能讓士兵們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)充電。

普里亞說。“高效制造大面積材料是我們的優(yōu)勢(shì)。我們會(huì)積極讓產(chǎn)品符合市場(chǎng)，拓展各種用途，從服飾到窗戶，智能建筑、無人機(jī)到移動(dòng)充電站。”

發(fā)電又儲(chǔ)電的太陽能織物

隨著移動(dòng)技術(shù)的興起，移動(dòng)電源必不可少；而最妥帖的方式，莫過于將其直接編織到我們的衣服里。科學(xué)家最近發(fā)明的太陽能發(fā)電絲，朝著柔性電子的目標(biāo)又前進(jìn)一步。

■太陽能絲帶織進(jìn)面料中。

美國中佛羅里達(dá)大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心的加耶˙托馬斯副教授說。“在實(shí)驗(yàn)室里，我們研制太陽能電池，又研制儲(chǔ)能裝置，為什么不把兩者結(jié)合在一起呢？”受馬蒂˙麥克弗萊在《回到未來II》中那雙自動(dòng)系帶運(yùn)動(dòng)鞋的啟發(fā)，他們團(tuán)隊(duì)研制了發(fā)電又儲(chǔ)電、能織入衣料的太陽能絲帶。

纖細(xì)的絲帶由銅材制作，又軟又盈。一側(cè)的功能是太陽能發(fā)電，另一側(cè)則是超級(jí)電容。當(dāng)暴露在陽光下時(shí)，發(fā)電一側(cè)的電子直接傳遞到反面，在儲(chǔ)能層中儲(chǔ)存。團(tuán)隊(duì)測(cè)試在模擬太陽光中激活的絲帶，提供的能量密度為1.15毫瓦時(shí)/立方厘米，功率密度243毫瓦/立方厘米。為便于展示效果，團(tuán)隊(duì)試著用織機(jī)編織，成功地將絲帶織成一塊正方形面料，功能不受影響。

有朝一日這種織物用于夾克和毛衣，讓手機(jī)、健身追蹤器等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地充電滿滿。“主要的應(yīng)用可能還是在軍方，”托馬斯說。士兵需要攜帶的電池有時(shí)重量超過13.6公斤；而在戰(zhàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境下，這樣的電池也難于提供。而鑲有絲帶的衣服、背包能收獲和儲(chǔ)存能量，只要有陽光，就能解決問題。

他們的研究發(fā)表在《自然通信》雜志上。凌啟渝

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