隨著光伏技術(shù)的發(fā)展,光伏發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛,種類也越來越多,從傳統(tǒng)的光伏電站(離網(wǎng)或并網(wǎng)),到光伏建筑一體化(BIPV),到PV-LED等等。這些應(yīng)用中,絕大多數(shù)采用的是剛性太陽能電池,如晶體硅電池。而在一些剛性電池?zé)o法勝任的場合中,柔性太陽能電池正以其獨(dú)特、柔韌的特點(diǎn)贏得了一席之地,在各種戶外便攜的應(yīng)用里,特別是科考、軍工等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。
1、柔性太陽能電池
目前使用的太陽能電池種類中,絕大部分為剛性結(jié)構(gòu),即用玻璃材料封裝,輔以邊框緊固。雖然有些品種制備成柔性形態(tài),但柔韌度、抗破壞性、耐候性和壽命均存在很大不足。比如SUNPOWER公司的柔性單晶硅產(chǎn)品,盡管已實(shí)現(xiàn)輕微斷裂后仍可繼續(xù)工作,但柔性程度只能達(dá)到30%,當(dāng)彎折到31%時(shí),電池將徹底斷裂而報(bào)廢。
在戶外柔性便攜式太陽能供電系統(tǒng)中,太陽能電池是最為核心的內(nèi)容。在戶外使用中,很難限定使用方法,特別在軍事領(lǐng)域,脆弱的電池絕不能勝任“便攜性”。
雖然碲化鎘、CIGS等電池可制備成不易損壞的太陽能電池組件,但仍未解決隔氧隔水等問題,使用壽命相當(dāng)有限。近年,我國漢能集團(tuán)席卷歐美CIGS企業(yè),收購了數(shù)家重量級(jí)CIGS廠商。在屋頂發(fā)電(BIPV)方面取得了一定的成就,但柔性太陽能電池仍未推出產(chǎn)品,一直受隔水封裝工藝所困擾。
有機(jī)太陽能電池是未來柔性太陽能電池的一個(gè)重要方向,他采用印刷生產(chǎn),高效且低成本,未來不僅可制備成柔性,甚至可以作為涂料直接涂抹。目前,對(duì)全世界前沿的實(shí)驗(yàn)室或公司來說,仍停留在手套箱+玻璃器件階段,市場化的道路還十分漫長。
真正商業(yè)化應(yīng)用較為成功的,只有柔性非晶硅太陽能電池。