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MEMS技术的微米级太阳能电池提供高能效




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美国Sandia国家实验室控制了硅(silicon)会生长成岛状的天然特性,利用了微机电系统(MEMS)技术将那些岛状物变成全世界最小的太阳能电池。该实验室声称,其开发出的微米(micron)尺寸太阳能电池之效能与晶圆片尺寸的同类相当,不过所消耗的半导体材料只有百分之一。

现在的太阳能电池是以完美晶格(perfect crystalline lattice)排列方式长在整片晶圆上,而且若有瑕疵产生就得抛弃整片晶圆;不过Sandia国家实验室却发现了「越小越好」的道理。该实验室所开发的微小太阳能电池,周长约只有100微米、厚度14~50微米(包括电极);虽然细小得像雪花一样,但能以平行方式集合排列,提供与目前太阳能电池应用所需的发电规模。

此外,这些微小太阳能电池也能串接起来,产生传统太阳能电池无法达到的高电压;据了解,在传统太阳能电池能产生12伏特电压的相同空间中,采用微米太阳能电池串联将可产生数百伏特电压。而Sandia国家实验室还表示,由于该种太阳能电池的小尺寸,也能贴附在柔软的表面上,例如衣物等;并因此让所有物体的表面都能变成太阳能光电板。

在测试中,Sandia国家实验室以传统的自动取放(pick-and-place)机器手臂,能以每小时组装13万颗微小太阳能电池的速度进行生产,但所需的材料成本每颗电池只有十分之一美分。该研究是由美国能源部的太阳能科技项目(Solar Energy Technology Program)以及Sandia国家实验室的定向研发项目(Directed Research & Development program)所赞助。

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