没有面板的太阳能：研究人员设计太阳能防水布

到目前为止，我们用硅制造太阳能电池板是一个非常重要的原因：它很容易使用。硅基本上是高度加工的沙子。它帮助工业化世界的富裕地区以惊人的速度推进太阳能电池板的采用。

事实上，在许多地区，“传统的”硅基太阳能电池板提供的效用率与依赖化石燃料的现有能源供应商竞争，有时甚至更低。

然而，我们对硅在太阳能电池板制造方面的依赖需要权衡。这种类型的太阳能电池板很重，不是特别便携并且有点脆。这些因素并不能使普通太阳能电池板成为一些恶劣气候或发展中国家某些遥远地区的理想选择。

后者可能包括需要电力为小型社区企业供电或保持水泵运行的村庄。

太阳作为发达国家和发展中国家的能源的吸引力现在已经很明显 - 但是也非常需要一种更耐用且更灵活的太阳能电池板材料。研究人员认为他们在一个他们称之为“太阳能防水布”的设计中找到了答案。

太阳能Tarp设计是如何产生的?

Lipomi研究小组是太阳能防水布概念的先驱，有很好的机会进入市场，尽管他们很快指出他们正在从现有的科学研究基础中汲取经验。他们的任务是建造一个耐用，轻便，灵活的太阳能“面板”，可以实现与硅基面板相同的功能，输出功率相同。

他们提出了一种灵活的太阳能防水布形式的解决方案，可以像葡萄柚那样小到折叠，但仍然可以展开与小房间足迹相同的表面积。

仅凭薄度不是该项目的重点。事实上，这里正在进行的工程正在分子水平上进行。常规的太阳能电池板不能弯曲，更不用说折叠和存放在背包中，但该研究小组提出的设备在其完整性受到损害之前可能会经历多达1,000倍的折叠。

到目前为止，化学材料研究对硅作为太阳能电池板的最佳半导体表示满意，因为它单独有效地保持廉价，但也可以将光能转化为可用形式。薄度和最终的便携性是另一天的问题。

但是，我们已经在硅太阳能电池板可以扩散到发展中国家的范围方面遇到了瓶颈，其中易于运输和耐用性是技术采用的主要关注点。硅将需要升级 - 或者我们将需要一种全新的分子工程 - 如果未来确实是灵活的电子和太阳能电池板。

通过试验分子链，研究人员可以创造出全新的材料系列，其中一些可以制造出色的半导体。一种称为“钙钛矿”的类型与厚度的千分之一的硅一样有效。换句话说，材料工程中的许多因素决定了太阳的能量是否被吸收并投入工作，反射和重新发射。其中一些是肤浅的，就像金属屋顶的颜色。但是，当谈到太阳能屋顶和太阳能电池板时，它们必须吸收和转换太阳能而不是将其转走，这需要完全不同的化学反应。

事实证明，有些构建模块已存在多年。

2000年，诺贝尔化学卓越奖授予了一个团队，该团队提出了一种所谓的“有机半导体” - 一种基于碳的有机聚合物链 - 后来实现了广泛的商业应用，成为OLED电视屏幕的基础技术，移动显示器和显示器。

聚合物显示出一些非常耐用的太阳能电池板半导体，但没有钙钛矿的效率。

Lipomi研究集团的科学家和研究人员 - 以及其他地方 - 几乎可以肯定地 - 想要发现塑料的耐久性之间迄今为止难以捉摸的平衡，其可折叠性甚至高于篷布帆布和硅的半导体效率。或者，理想情况下，大于硅。

在实验室条件下，钙钛矿的电转换效率为26%。科学家认为29%是硅半导体的“最大”理论效率限制。但是，即使我们达到这一点，我们仍然会遇到硅板的脆弱和沉重。

充满希望的开始有很多潜在的应用

鉴于所涉及的物理和化学，我们积累的科学研究似乎指向基于钙钛矿半导体的柔性太阳能电池板和防水布，这是世界太阳能基础设施发展的明显下一步。

如果科学家能够找到一种可扩展的制造工艺，可以生产出这样的半导体，效率几乎与硅一样好，那么这些应用远远超出了商业和住宅屋顶。

当这种材料成熟时，我们可以用它来开发室内和室外太阳能地砖，太阳能毯和服装，车皮，新型路面和发电停车场铺路材料。