太阳能涂层:智能手机与电动汽车的供电神器

舒华峰博士,牛津大学的博士后研究员,手持其团队的一块光伏涂层样品。

英格兰的研究人员研发出了一种“超薄”的光伏涂层,能够在移动过程中收集太阳能。如果将其应用在智能手机、背包乃至电动汽车上,这种涂层能够提供即时且无需电网的电力,并降低世界对大型太阳能农场的依赖程度。

目前,我们现有的现场太阳能方案既有限又不方便。太阳能充电宝能让喜欢户外活动的人在远离插座的情况下为小型设备充电,但它们体积较大,容易被忘在家里。有几个不太出名的智能手机配件品牌生产所谓的太阳能手机壳,但即便按照其宣传所说,它们的充电速度也很慢;关于其质量的真实可靠评价也很难获取。这意味着给我们的设备充电几乎总是需要连接到能源电网,使得停电和长途旅行的情况难以处理。

牛津大学的太阳能涂层可能有助于弥补这一差距。据报道,这种涂层厚度仅略超一微米,约比人类头发细 70 倍,其“又薄又柔韧,足以应用于几乎任何建筑物或常见物体的表面”。根据本月分享的一份新闻稿,致力于利用科学进步来适应当前社会经济需求的日本国立先进工业科学技术研究所(AIST),在该团队即将发表的期刊文章之前,就已经对该技术予以了认证。

葡萄牙的一个太阳能农场。

这种涂层是历经五年实验的成果。牛津大学团队在光伏组件方面的“多结方法”涉及将多层钙钛矿光吸收层堆叠成一个柔韧的太阳能电池。钙钛矿比传统的硅基太阳能电池能更有效地捕获太阳光中的高能蓝色光子,这有助于它在较小的表面积下产生相当水平的太阳能。牛津大学的测试显示,钙钛矿涂层能够将太阳能量的 27%转化为电能,而目前典型的硅太阳能电池的转化率在22%至 24.5%范围内。

该团队期望他们的涂层能够降低全球对太阳能农场的依赖程度,毕竟太阳能农场会缩减可用的野生动物栖息地,挤占农业用地,有时还被视作碍眼的存在。

“我们能够设想钙钛矿涂层能被应用在更广泛的表面类型上以产生廉价的太阳能,像汽车和建筑物的屋顶,乃至手机的背面,” 牛津大学物理系的博士后王军科博士说。“要是能通过这种方式产生更多的太阳能,长远而言,我们能够预料到对于使用硅板或者建造越来越多太阳能农场的需求将会降低。”