雖然光伏組件提供的電力不會危害環(huán)境和氣候,但是太陽能發(fā)電價格非常昂貴。因此,當務之急是盡可能增加模塊壽命,比如25年或更長時間。為了達到這一目的,弗勞恩霍夫(Fraunhofer)學者在美國正研究免受環(huán)境影響的太陽能電池材料。
有時,僅僅幾美分就能決定一項技術的成敗。舉例來說,只要是太陽能比化石燃料中提取的能量更昂貴,光伏發(fā)電在廣泛開放的市場上就不具有競爭力。“太陽能發(fā)電仍然是依賴于公共補貼,在美國和德國都一樣。位于美國馬薩諸塞州劍橋的弗勞恩霍夫可持續(xù)能源系統(tǒng)CSE中心的科學主任克里斯蒂安•赫普夫納(Christian Hoepfner)解釋說:“如果我們想要將可再生能源長期滲透全球市場,那么我們必須確保讓它變得更便宜!
要達到這一目標沒有秘訣:不能盲目提高效率,生產(chǎn)太陽能電池和模塊非常昂貴。如果你想改變,你必須解決一個存在著許多變量的難題:世界各地的工程研究團隊正在尋找新技術和生產(chǎn)方法,可以更便宜、更高效、更持久和更可靠地地制造太陽能電池和組建。
硅酮是有前途的材料之一。這是種物質(zhì)非常特殊,既不是無機晶體,也不是有機高分子,但和兩者都有關系。盡管到現(xiàn)在為止,光伏組件的封裝都會用到硅酮,然而硅酮并沒有廣泛用于太陽能電池板。太陽能電池板就是脆弱硅晶片周圍的保護層。目前,大多數(shù)光伏電池制造商使用乙烯-醋酸乙烯,或短期用EVA。
為確定硅酮是否可取代乙烯-醋酸乙烯,一個來自Fraunhofer的研究人員以及道康寧公司(Dow Corning Corporation)的研究團隊合作進行研究。(道康寧公司是世界上用于醫(yī)療技術、化妝品、汽車業(yè)、紙張加工和電子產(chǎn)品的最大硅酮生產(chǎn)商。)科學家用液體硅酮涂抹光伏電池。項目經(jīng)理拉法爾•密茨凱維奇(Rafal Mickiewicz)說:“當硅酮變硬,它會把電池包裹起來。電子元器件會得到優(yōu)化的保護!盋SE的專家已經(jīng)制出了硅酮電池板的原型,并在低溫和循環(huán)載荷的氣候箱中進行測試,還用閃光器對模塊性能進行了測試。此外,研究人員利用電致發(fā)光成像(electro-luminescence-imaging)技術檢測微裂紋。結果證明,與傳統(tǒng)的太陽能電池組件相比在強風中,硅酮包裹的光伏組件在強風中可以循環(huán)安裝更多次,特別是在零下40攝氏度霜凍條件下更是如此。
道康寧公司研究人員和弗勞恩霍夫的CSE光伏組件小組合作了兩年。這一合作很好地提高了我們對太陽能電池組件材料的理解,尤其是在可持續(xù)發(fā)展和輸出方面! 道康寧的全球科技經(jīng)理安迪•古德溫(Andy Goodwin)說。
在此期間,測試的結果已在2011年第26屆歐洲光伏太陽能會議(European Photovoltaics Solar Energy Conference)上公布。“研究結果表明,硅酮板很適合某些應用。因為硅酮能很好地保護電池表面和內(nèi)部脆弱的組件。此外,它還能承受劇烈的溫度波動!坝辛诉@項技術,我們可以讓硅電池更穩(wěn)定,”密茨凱維奇總結道。