中國儲能網(wǎng)訊:據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月23日報道,美國馬里蘭大學(xué)、內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)和中國華南理工大學(xué)的研究人員合作開發(fā)出一種用于下一代太陽能電池的革命性材料——由木材纖維制成、透明度達(dá)96%的新型紙張。這種紙價格低廉,并且比在太陽能電池中使用的塑料基片更環(huán)保。最重要的是,其克服了光透明性和大部分材料所欠缺的光霧度的難題。該研究結(jié)果刊登在最新一期的《納米快報》上。
研究人員解釋說,太陽能電池的性能優(yōu)勢是材料既具有高光透明度(以允許透光率高),又有高光霧度(以增加散射和該材料內(nèi)透射光吸收)。但到目前為止,大多具有高透明度值(約90%)的材料卻只有非常低的光霧度值(低于20%)。
而新型紙張具有96%的超高透明度和60%的超高光霧度,這是在所有報道中最高的光霧度值。之所以能在這兩方面具有如此出色表現(xiàn),是因為這種紙張具有納米孔而非微孔性結(jié)構(gòu)。普通紙是由木纖維制成,由于在多孔結(jié)構(gòu)中的微腔會引起光的散射,故具有低光透明性。研究人員使用四甲基哌啶(TEMPO)削弱了微纖維之間的氫鍵,然后制成木纖維,導(dǎo)致木纖維膨脹和坍縮成含有納米孔的緊致密集的結(jié)構(gòu)。
馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)與工程系助理教授胡良斌(音譯)說:“這種紙是由如同絲帶的材料堆疊而成,具有高透明度,而納米孔還有利于高光霧度。”
在將這種紙用于太陽能電池應(yīng)用的測試中,研究人員把木纖維紙涂覆到硅基板表面上。實驗表明,光采集裝置收集光的效率增加了10%。
盡管還有其他納米纖維制成的紙張,但這種新型紙在使用更少能源和時間的情況下,表現(xiàn)出更高的透光率。憑借這些優(yōu)勢,高度透明、高霧度的紙可以提供一種廉價的方式,以增強(qiáng)太陽能電池板、太陽能屋頂和太陽能窗戶的效率。




