美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）的科學(xué)家表示，剛性硅太陽能電池板在公用事業(yè)和住宅市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，但薄膜光伏和新興技術(shù)的出現(xiàn)機會仍然存在，因為它們具有輕質(zhì)和靈活性。
碲化鎘（CdTe）和超輕薄薄膜光伏（CIGS）等薄膜，以及鈣鈦礦和其他新技術(shù)，可以成為無人駕駛無人機、便攜式充電器和建筑物外墻所需電力的理想選擇?！?/span>Increasing Markets and Decreasing Package Weight for High Specific Power Photovoltaics》文章中提到要廣泛采用這些技術(shù)所固有的機遇和挑戰(zhàn)。
該論文作者，NREL研究員兼首席執(zhí)行官Matthew Reese說，“我們探索功率重量比背后的極限，以及它如何為光伏發(fā)電領(lǐng)域的新興企業(yè)創(chuàng)造價值，使其能夠達(dá)到千兆瓦規(guī)模，而無需直接與硅太陽能電池板競爭。”
圖 Matthew Reese及其團隊在NREL制造的輕質(zhì)CIGS光伏電池，采用柔性不銹鋼制造
研究人員確定了三個高價值市場，每個市場都有可能在未來十年內(nèi)以每瓦1美元以上的價格累積產(chǎn)生千兆瓦（GW）的電力：
1.航空航天和無人駕駛飛行器 - 動力衛(wèi)星由極高的發(fā)射成本驅(qū)動，然而，人們越來越希望將無人機長時間保持在空中。對于這兩種應(yīng)用，有限的空間使效率和重量成為關(guān)鍵，而成本則是次要的。這個市場的關(guān)鍵產(chǎn)品是III-V PV，但是III-V PV雖然效率很高，但對于許多應(yīng)用來說成本也太高了。
2.便攜式充電 - 一個人輕松安裝或移動便攜式充電器，這推動了對高效靈活的光伏技術(shù)的需求。在這些要求和成本之間找到正確的平衡可以使服務(wù)數(shù)百萬的用戶，包括軍隊、救災(zāi)工作者和娛樂用戶等。
3.地面交通 - 光伏發(fā)電在電動汽車中的整合將與來自電網(wǎng)的電力相競爭，但增加可能會延長行駛里程。 PV必須使用較小的面板并且足夠柔韌以符合屋頂?shù)妮喞?/span>
研究人員發(fā)現(xiàn)這些市場規(guī)模較小但很重要，能夠支持初始的低規(guī)模生產(chǎn)。隨著產(chǎn)量的增加，成本也將會降低。
NREL團隊確定輕型PV裝置的下限為每平方米300至500克。低于此將降低可靠性、耐用性和安全性。位于該范圍下側(cè)的輕型模塊可以從重量僅為六包蘇打的東西產(chǎn)生超過一千瓦的電力。即使沒有安裝設(shè)備的額外重量，傳統(tǒng)模塊也可能需要150-200磅才能產(chǎn)生這么大的功率。
這項工作的資金部分來自美國海軍研究辦公室，部分來自NREL的實驗室指導(dǎo)研究和發(fā)展計劃。
NREL是美國能源部可再生能源和能源效率研究與開發(fā)的主要國家實驗室。 NREL由可持續(xù)能源聯(lián)盟有限責(zé)任公司為能源部運營。
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