太陽能塗層:智能手機與電動汽車的供電神器

舒華峰博士,牛津大學的博士後研究員,手持其團隊的一塊光伏塗層樣品。

英格蘭的研究人員研發出了一種“超薄”的光伏塗層,能夠在移動過程中收集太陽能。如果將其應用在智能手機、揹包乃至電動汽車上,這種塗層能夠提供即時且無需電網的電力,並降低世界對大型太陽能農場的依賴程度。

目前,我們現有的現場太陽能方案既有限又不方便。太陽能充電寶能讓喜歡戶外活動的人在遠離插座的情況下爲小型設備充電,但它們體積較大,容易被忘在家裡。有幾個不太出名的智能手機配件品牌生產所謂的太陽能手機殼,但即便按照其宣傳所說,它們的充電速度也很慢;關於其質量的真實可靠評價也很難獲取。這意味着給我們的設備充電幾乎總是需要連接到能源電網,使得停電和長途旅行的情況難以處理。

牛津大學的太陽能塗層可能有助於彌補這一差距。據報道,這種塗層厚度僅略超一微米,約比人類頭髮細 70 倍,其“又薄又柔韌,足以應用於幾乎任何建築物或常見物體的表面”。根據本月分享的一份新聞稿,致力於利用科學進步來適應當前社會經濟需求的日本國立先進工業科學技術研究所(AIST),在該團隊即將發表的期刊文章之前,就已經對該技術予以了認證。

葡萄牙的一個太陽能農場。

這種塗層是歷經五年實驗的成果。牛津大學團隊在光伏組件方面的“多結方法”涉及將多層鈣鈦礦光吸收層堆疊成一個柔韌的太陽能電池。鈣鈦礦比傳統的硅基太陽能電池能更有效地捕獲太陽光中的高能藍色光子,這有助於它在較小的表面積下產生相當水平的太陽能。牛津大學的測試顯示,鈣鈦礦塗層能夠將太陽能量的 27%轉化爲電能,而目前典型的硅太陽能電池的轉化率在22%至 24.5%範圍內。

該團隊期望他們的塗層能夠降低全球對太陽能農場的依賴程度,畢竟太陽能農場會縮減可用的野生動物棲息地,擠佔農業用地,有時還被視作礙眼的存在。

“我們能夠設想鈣鈦礦塗層能被應用在更廣泛的表面類型上以產生廉價的太陽能,像汽車和建築物的屋頂,乃至手機的背面,” 牛津大學物理系的博士後王軍科博士說。“要是能通過這種方式產生更多的太陽能,長遠而言,我們能夠預料到對於使用硅板或者建造越來越多太陽能農場的需求將會降低。”