可彎曲光伏電池的研究和開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)80年代末期,最初適用于軍事應(yīng)用和太空探索等領(lǐng)域。隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的不斷發(fā)展,可彎曲光伏電池的生產(chǎn)技術(shù)和市場(chǎng)應(yīng)用也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目前,可彎曲光伏電池已經(jīng)成為了一項(xiàng)具有廣闊市場(chǎng)前景的重要技術(shù),在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。
現(xiàn)在已經(jīng)有很多可彎曲光伏電池的實(shí)際應(yīng)用案例:
太陽(yáng)能帆船:日本科學(xué)家已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出一種可彎曲太陽(yáng)能電池,被用于一艘名為"SolarSailor"的太陽(yáng)能帆船,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的海上航行。
建筑外墻:中國(guó)公司漢能已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列可彎曲薄膜太陽(yáng)能電池,可以應(yīng)用于建筑外墻,實(shí)現(xiàn)了建筑外墻的能量收集和利用,為建筑節(jié)能提供了新的思路和方法。
可穿戴設(shè)備:一些企業(yè)已經(jīng)將可彎曲光伏電池技術(shù)應(yīng)用于可穿戴設(shè)備上,如智能手環(huán)、智能手表等,實(shí)現(xiàn)了在日常生活中的能量收集和利用。
汽車外殼:一些汽車制造商已經(jīng)開(kāi)始將可彎曲光伏電池技術(shù)應(yīng)用于汽車外殼上,實(shí)現(xiàn)了車身的能量收集和利用,為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供了新的思路和方法。
在衛(wèi)星應(yīng)用方面,可彎曲光伏電池相比傳統(tǒng)的硅基光伏電池具有一定的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗梢愿玫剡m應(yīng)衛(wèi)星表面的彎曲曲度,提高了電池的利用率。此外,可彎曲光伏電池的柔性和輕量化還可以減少衛(wèi)星整體重量,降低衛(wèi)星發(fā)射成本。目前,已經(jīng)有一些衛(wèi)星使用了可彎曲光伏電池,例如美國(guó)的“太空神盾”號(hào)衛(wèi)星(SpaceX Starlink)就采用了可彎曲光伏電池。
目前,可彎曲光伏電池的制造工藝已經(jīng)得到了很大的進(jìn)展,比如采用印刷、噴墨等制造工藝可以實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模生產(chǎn),而且可彎曲光伏電池所采用的材料種類也相對(duì)較多,例如有機(jī)半導(dǎo)體、聚合物、納米線等,這些材料的成本也相對(duì)較低。
據(jù)報(bào)道,目前可彎曲光伏電池的成本已經(jīng)降至每瓦0.5-1美元之間,傳統(tǒng)的硅基光伏電池的成本為每瓦0.3-0.4美元??蓮澢夥姵丶夹g(shù)還處于發(fā)展初期,規(guī)模效應(yīng)還不夠明顯,所以在一些應(yīng)用場(chǎng)合下,其成本可能仍然較高,隨著制造工藝、材料成本、規(guī)模效應(yīng)等因素,成本將會(huì)大幅降低。
鈣鈦礦光伏電池是2009年由桐蔭橫濱大學(xué)特任教授宮坂力發(fā)明,該光伏電池被視為新一代光伏電池的最有力候選,日本國(guó)內(nèi)企業(yè)將其推向?qū)嵱没呐e措取得進(jìn)展。雖然歐美和中國(guó)企業(yè)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先,但積水化學(xué)工業(yè)和東芝將在2025年以后啟動(dòng)量產(chǎn)。日本企業(yè)將利用自身擅長(zhǎng)的材料技術(shù)等,提高曾是弱點(diǎn)的耐用性和能量轉(zhuǎn)換效率,將價(jià)格降低到現(xiàn)有電池的一半,力求在光伏電池市場(chǎng)重振旗鼓。
這一發(fā)明被視為諾貝爾獎(jiǎng)的有力候選,有望使用印刷技術(shù),以硅電池的一半成本來(lái)制造。重量只有硅電池的十分之一,而且可以彎曲??梢园惭b在建筑物的墻壁以及純電動(dòng)汽車(EV)的車頂?shù)纫郧半y以設(shè)置的地方。
據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)道,日本政府將推動(dòng)新一代鈣鈦礦型光伏電池的普及,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)脫碳化與能源安全保障的兼顧。鑒于烏克蘭危機(jī),各國(guó)將加強(qiáng)能源安全保障。希望促使作為可再生能源核心之一的光伏面板能在國(guó)內(nèi)采購(gòu)。
從以往的光伏面板來(lái)看,日本在開(kāi)發(fā)和實(shí)用化階段領(lǐng)先。在進(jìn)入普及期后,中國(guó)企業(yè)將大規(guī)模低價(jià)生產(chǎn),中國(guó)制造的產(chǎn)品占到全球市場(chǎng)的8~9成。
鈣鈦礦型光伏電池從作為主要原料的碘來(lái)看,日本的產(chǎn)量世界第2,容易建立供應(yīng)鏈??煞乐乖跀U(kuò)大光伏利用的過(guò)程中因供應(yīng)鏈混亂而無(wú)法進(jìn)口的事態(tài)。
原標(biāo)題:可彎曲光伏電池的風(fēng)口浪尖即將到來(lái)