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太陽能電池技術(shù)被視為我們向更清潔的能源形式過渡的一個關(guān)鍵支柱，在這一領(lǐng)域有各種實(shí)驗(yàn)的空間。薄而靈活的太陽能電池在該領(lǐng)域具有獨(dú)特的前景，因?yàn)樗鼈兛梢詰?yīng)用于各種不規(guī)則的、彎曲的或其他不適合的表面，它們也可能比人的頭發(fā)還薄，麻省理工學(xué)院科學(xué)家的一種新的輕質(zhì)太陽能電池就繼續(xù)推動著這一領(lǐng)域的發(fā)展。


該技術(shù)背后的麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)試圖在其之前的材料科學(xué)進(jìn)展的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展，在2016年最終完成了超薄太陽能電池，其重量足以壓在肥皂泡上而不致破裂。正如我們多年來所關(guān)注的其他薄、輕、靈活的太陽能電池一樣，這產(chǎn)生了各種可能性，從基于紙張的電子產(chǎn)品到可以在一天中收集能量的輕量級可穿戴設(shè)備。

盡管有這樣的潛力，該團(tuán)隊(duì)仍有一些問題需要解決，太陽能電池的制造技術(shù)需要真空室和昂貴的蒸鍍方法。為了擴(kuò)大該技術(shù)的規(guī)模，科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)向基于墨水的可打印材料，以簡化該過程。

這首先是以可打印的半導(dǎo)體油墨形式的納米材料，當(dāng)涉及電子技術(shù)時，這是一項(xiàng)具有廣泛潛力的技術(shù)。這些材料與可打印的電極一起沉積在厚度僅為3微米的塑料基材上，形成一個太陽能模塊。然后，該模塊可以被剝離并粘在一個織物基底上，該基底提供了防止撕裂所需的機(jī)械強(qiáng)度，同時增加了最小的重量。

成品是一種柔性和超輕的太陽能電池，其重量是傳統(tǒng)太陽能電池板的百分之一，但每千克能產(chǎn)生18倍的能量。在測試中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)太陽能電池在粘附在織物上時，每千克(2.2磅)可產(chǎn)生370瓦特，但在單獨(dú)使用時可達(dá)到730瓦特。

“在馬薩諸塞州，一個典型的屋頂太陽能裝置大約是8000瓦，”共同主要作者M(jìn)ayuran說，“為了產(chǎn)生相同數(shù)量的電力，我們的織物光伏只需在房子的屋頂上增加大約20千克(44磅)。”

該團(tuán)隊(duì)的測試還表明，織物太陽能電池板可以被卷起和展開 500多次，同時保持其90%的發(fā)電能力，這預(yù)示著其耐用性。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在開始努力解決的問題包括使用環(huán)境退化問題，需要某種形式的超薄包裝來保護(hù)太陽能電池免受外界影響。

麻省理工學(xué)院電子研究實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家Jeremiah Mwaura說：“將這些太陽能電池包裹在厚重的玻璃中，就像傳統(tǒng)的硅太陽能電池的標(biāo)準(zhǔn)做法一樣，很快會抵消掉技術(shù)的進(jìn)步價(jià)值，因此該團(tuán)隊(duì)目前正在開發(fā)超薄的包裝解決方案，這只會使目前超輕設(shè)備的重量增加一小部分。”

如果這些問題能夠得到解決，太陽能電池的薄型和輕量可以使它們找到各種用途。將它們應(yīng)用于船帆、災(zāi)后重建中的帳篷外側(cè)或無人機(jī)的機(jī)翼是其中的一些例子，但理論上它們幾乎可以部署在任何地方用于發(fā)電。

原標(biāo)題： 麻省理工學(xué)院的瘦身版太陽能電池使會發(fā)電的屋頂只增重20千克