陈根：斯坦福科学家，开发超薄轻质光伏材料_风闻

文|陈根

随着光伏产业的蓬勃发展，太阳能电池性能要求不断提高，**高转化效率、低成本、小体积的太阳能电池成为趋势。**当前，太阳能电池以晶体硅电池为主，晶体硅电池性能经过不断提升，现阶段基本已达到顶峰。为进一步满足光伏产业发展需求，新型太阳能电池研发需求迫切。

近日，斯坦福大学科学家为超薄轻质太阳能电池板开发出新型光伏材料，该材料就是二氯化物（TMD）。**与其他太阳能材料相比，其能够吸收照射到表面的更高水平太阳光。**而且与硅相比，它们更为环保。

此前，亥姆霍兹-柏林联邦材料与能源研究所（HZB）的研究人员开发出一种过氧化物硅串联太阳能电池，效率提高到接近30%。该值现已被正式认证，并被记录在NREL图表中。

虽然TMD拥有广阔的前景，但迄今为止的研究实验一直在努力将其吸收的2%太阳光转化为电能。为了广泛使用，TMD将必须缩小这一差距。理论上，经过光学和电气优化，该材料的效率实际上可以达到27%。这一数字将与最好的太阳能电池板相当。

TMD材料制造太阳能板十分轻薄，这不仅最大限度地减少了材料的使用和成本，而且还使TMD太阳能电池轻巧灵活，容易被塑造成不同的形状，例如汽车车顶、飞机机翼或者路灯灯罩。

根据该材料特性，研究团队开发出一个厚度仅为几百纳米的有源阵列。该阵列包括光伏TMD二硒化钨，以及仅一个原子厚的导电石墨烯横跨的黄金触点。所有这些都被夹在一种灵活的、类似皮肤的聚合物和一种改善光吸收的抗反射涂层之间，能够最大程度的吸收太阳光转换效率。

**此外，该原型的的功率重量比，比以往开发的TMD高100倍。**对于电动汽车和无人机等出行应用，以及在移动过程中为远征设备充电的能力，这一比率具有重要意义。考虑到比功率，即衡量太阳能电芯单位重量的电能输出，该原型产生每克4.4瓦的功率，可与当前其他薄膜太阳能电芯相媲美，包括其他实验原型。

值得一提的是，TMD也具有其他工程优势，如长期稳定可靠，不含有毒化学物质**，**可用于需要直接接触人类皮肤或组织的可穿戴应用。