聚酰亞胺薄膜比光伏玻璃薄100倍，輕200倍，有一種先天的優(yōu)勢，可以過渡到柔性薄膜碲化鎘系統(tǒng)，


碲化鎘太陽能電池組件，來源：瑞士聯(lián)邦材料測試與研究實驗室（Empa）

2011年6月9日物理學(xué)家組織網(wǎng)站報道，杜邦卡普頓（DuPont Kapton）無色聚酰亞胺薄膜（polyimide film）是一種新材料，目前正在開發(fā)，作為柔性基質(zhì)，用于碲化鎘（CdTe：cadmium telluride）薄膜光伏（PV）模塊，現(xiàn)在，能源轉(zhuǎn)換效率上已經(jīng)創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室（Empa：Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology）有一個小組，已展示了13.8%的轉(zhuǎn)換效率，他們使用了這種新的無色薄膜，刷新了他們過去12.6%的紀(jì)錄，并接近使用玻璃的紀(jì)錄。

卡普頓聚酰亞胺薄膜薄了100倍，輕了200倍，這是對比通常使用的光伏玻璃而言，因此，就有一種先天的優(yōu)勢，可以過渡到基于柔性薄膜而不是剛性玻璃的碲化鎘系統(tǒng)。高速而低成本的卷到卷沉積技術(shù)（roll-to-roll deposition technologies）可用于高通量（high-throughput）制造柔性太陽能電池，采用聚合物薄膜（polymer film）作為基板就可以。新的聚酰亞胺薄膜意義重大，潛在地說，可帶來更輕更薄的柔性組件，更容易處理，成本更低就可以安裝，這使它可以理想地做一些應(yīng)用，包括建筑一體化光伏應(yīng)用。

“不需要大卡車運送沉重、易碎的玻璃模塊，也不需要起重機把它們吊到屋頂，進(jìn)行光伏安裝，人們可以想像，輕巧柔軟的薄膜制成的組件，可以簡單地卷起來運輸，也便于帶著上樓梯，”羅伯特G•施密特（Robert G. Schmidt）說，他是杜邦電路及包裝材料公司（DuPont Circuit & Packaging Materials）光伏部新的業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理。“因為創(chuàng)紀(jì)錄的效率已經(jīng)實現(xiàn)，在瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室，我們相信，這種柔性、輕便而耐用的材料，有可能徹底改變產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)柔性設(shè)計，降低系統(tǒng)成本平衡。”



提高效率，實現(xiàn)電網(wǎng)平價（grid parity）

全單片集成化柔性太陽能電池組件（包括6個單元）是基于碲化鎘：瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室的研究人員最近取得了新的世界紀(jì)錄，這一類型太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到13.8%。來源：瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室

瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實驗室的薄膜與光電實驗室（Laboratory for Thin Films and Photovoltaics）正在開發(fā)高效率薄膜太陽能電池，強調(diào)采用新理念，提高性能，簡化生產(chǎn)流程，改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)，用于下一代更有效和低成本的設(shè)備。他們一直在做開創(chuàng)性的工作，開發(fā)和優(yōu)化低溫沉積工藝（低于450攝氏度），制備的高效率碲化鎘太陽能電池可采用玻璃（達(dá)到15.6%的效率）和聚合物薄膜（達(dá)到12.6%的效率，這是之前的最高值，最近已經(jīng)提高到13. 8%）。僅在幾個星期前，蒂瓦里（Tiwari）的團(tuán)隊還創(chuàng)造了一個新的世界紀(jì)錄，能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到18.7%，那是另一種類型的柔性太陽能電池，是基于銅銦鎵（二）硒（也稱為CIGS：copper indium gallium selenide）。

“找到一種薄膜，既透明又可承受高溫加工，這最初是一個挑戰(zhàn)，但新的卡普頓（Kapton）無色聚酰亞胺薄膜，既可承受所需要的高溫，又具有更高透光率（light transmittance），因為它的透明度，就使它超過了我們先前的世界紀(jì)錄，刷新了柔性碲化鎘太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，”阿約提亞N•蒂瓦里（Ayodhya N. Tiwari）說，他是這一實驗室的負(fù)責(zé)人。“因為我們持續(xù)提高光伏效率標(biāo)準(zhǔn)，各種材料都帶來了明顯改觀，在這一進(jìn)步中，我們要努力實現(xiàn)電網(wǎng)平價。當(dāng)然，進(jìn)一步的開發(fā)，需要解決成本和穩(wěn)定性問題。”蒂瓦里計劃提交一篇技術(shù)論文，探討這全部發(fā)現(xiàn)，他將出席第26屆歐洲光伏太陽能會議和展覽會（26th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition），將在德國漢堡舉行，時間是2011年9月5日至9日。

杜邦卡普頓聚酰亞胺薄膜取得了創(chuàng)新設(shè)計方案，已用于一系列產(chǎn)業(yè)，在過去45年來，這些產(chǎn)業(yè)包括航空航天、汽車和工業(yè)應(yīng)用。因為獨特地結(jié)合了電、熱、化學(xué)和機械屬性，能夠承受極端溫度和其他所需環(huán)境，卡普頓聚酰亞胺薄膜已經(jīng)設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)的高性能、長期可靠性和耐久性，可理想地用于光伏產(chǎn)業(yè)。三種新的卡普頓PV9100系列聚酰亞胺薄膜，已經(jīng)引入薄膜光伏市場，在2010年，也包括一些樣品，可用于非晶硅（a-Si：amorphous Silicon）模塊和銅銦鎵硒太陽能光伏產(chǎn)品。

本文為麻省理工《科技創(chuàng)業(yè)》原創(chuàng)文章，未經(jīng)書面許可，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。