硅酮讓太陽(yáng)能電池抗老化

雖然光伏組件提供的電力不會(huì )危害環(huán)境和氣候，但是太陽(yáng)能發(fā)電價(jià)格非常昂貴。因此，當務(wù)之急是盡可能增加模塊壽命，比如25年或更長(cháng)時(shí)間。為了達到這一目的，弗勞恩霍夫（Fraunhofer）學(xué)者在美國正研究免受環(huán)境影響的太陽(yáng)能電池材料。

有時(shí)，僅僅幾美分就能決定一項技術(shù)的成敗。舉例來(lái)說(shuō)，只要是太陽(yáng)能比化石燃料中提取的能量更昂貴，光伏發(fā)電在廣泛開(kāi)放的市場(chǎng)上就不具有競爭力。“太陽(yáng)能發(fā)電仍然是依賴(lài)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能源系統CSE中心的科學(xué)主任克里斯蒂安?赫普夫納（Christian Hoepfner）解釋說(shuō)：“如果我們想要將可再生能源長(cháng)期滲透全球市場(chǎng)，那么我們必須確保讓它變得更便宜。”

要達到這一目標沒(méi)有秘訣：不能盲目提高效率，生產(chǎn)太陽(yáng)能電池和模塊非常昂貴。如果你想改變，你必須解決一個(gè)存在著(zhù)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(shù)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(yáng)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(wú)機晶體，也不是有機高分子，但和兩者都有關(guān)系。盡管到現在為止，光伏組件的封裝都會(huì )用到硅酮，然而硅酮并沒(méi)有廣泛用于太陽(yáng)能電池板。太陽(yáng)能電池板就是脆弱硅晶片周?chē)谋Ｗo層。目前，大多數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(gè)來(lái)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(jìn)行研究。（道康寧公司是世界上用于醫療技術(shù)、化妝品、汽車(chē)業(yè)、紙張加工和電子產(chǎn)品的最大硅酮生產(chǎn)商。）科學(xué)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(shuō)：“當硅酮變硬，它會(huì )把電池包裹起來(lái)。電子元器件會(huì )得到優(yōu)化的保護。”CSE的專(zhuān)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(jìn)行測試，還用閃光器對模塊性能進(jìn)行了測試。此外，研究人員利用電致發(fā)光成像（electro-luminescence-imaging）技術(shù)檢測微裂紋。結果證明，與傳統的太陽(yáng)能電池組件相比在強風(fēng)中，硅酮包裹的光伏組件在強風(fēng)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(yáng)能電池組件材料的理解，尤其是在可持續發(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(shuō)。

在此期間，測試的結果已在2011年第26屆歐洲光伏太陽(yáng)能會(huì )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部脆弱的組件。此外，它還能承受劇烈的溫度波動(dòng)。“有了這項技術(shù)，我們可以讓硅電池更穩定，”密茨凱維奇總結道。