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纤维状太阳能电池研究成功

作者:原创   发布时间: 2020/4/23 15:29:53

 复旦大学研究人员最近成功研制出一种新型能源器件——取向碳纳米管纤维,并用它制造出比头发丝还细的纤维状太阳能电池。研究人员说,这种新材料可在今后用来编织能自行发电和储存电能的衣物。专家们认为,该技术大大提高了太阳能利用效率,在“全纤维状能源系统”研究中迈出了关键一步。

科学研究发现,碳纳米管具有完美的石墨层结构,以碳纳米管为基础材料制成的碳纳米管纤维是迄今为止最轻、最强、塑性最大的纤维材料。一根直径约5毫米的碳纳米管纤维即可吊起一辆2吨重的汽车。当今,这一新型纤维材料已经在防弹衣、航空航天、医疗器械等领域展现出重要的应用前景。

课题组负责人、复旦大学高分子科学系教授彭慧胜教授介绍,用碳纳米管纤维制造纤维状太阳能电池要经过“纺丝”和“镀膜”两个阶段。首先,让碳纳米管材料生长出来,如棉花纺丝般连续制备;再将碳纳米管纤维经过特殊溶液,从而在纤维外部镀上一层光合性材料。与高能耗、高污染的传统太阳能电池制造过程相比,用这一纤维制造太阳能电池效率高、成本低,基本无污染。

另外,这种新型太阳能电池还做到了在将太阳能转换为电能的同时,对能量进行储存。一根纤维上同时实现光电转换和储能,在世界上尚属首次。

不过,彭慧胜也表示:“新材料的硬件稳定性还比较低,大量生产的技术难度目前也很大。但我们已经可以想象,在不远的将来,穿在身上的衣服、戴在头上的帽子都能够‘自我发电’,给‘奄奄一息’的手机充电。如今占地庞大的发电站,今后只需要一个小小的机器。”