随着光伏技术的发展,光伏发电的应用越来越广泛,种类也越来越多,从传统的光伏电站(离网或并网),到光伏建筑一体化(BIPV),到PV-LED等等。这些应用中,绝大多数采用的是刚性太阳能电池,如晶体硅电池。而在一些刚性电池无法胜任的场合中,柔性太阳能电池正以其独特、柔韧的特点赢得了一席之地,在各种户外便携的应用里,特别是科考、军工等领域发挥着不可替代的作用。
1、柔性太阳能电池
目前使用的太阳能电池种类中,绝大部分为刚性结构,即用玻璃材料封装,辅以边框紧固。虽然有些品种制备成柔性形态,但柔韧度、抗破坏性、耐候性和寿命均存在很大不足。比如SUNPOWER公司的柔性单晶硅产品,尽管已实现轻微断裂后仍可继续工作,但柔性程度只能达到30%,当弯折到31%时,电池将彻底断裂而报废。
在户外柔性便携式太阳能供电系统中,太阳能电池是最为核心的内容。在户外使用中,很难限定使用方法,特别在军事领域,脆弱的电池绝不能胜任“便携性”。
虽然碲化镉、CIGS等电池可制备成不易损坏的太阳能电池组件,但仍未解决隔氧隔水等问题,使用寿命相当有限。近年,我国汉能集团席卷欧美CIGS企业,收购了数家重量级CIGS厂商。在屋顶发电(BIPV)方面取得了一定的成就,但柔性太阳能电池仍未推出产品,一直受隔水封装工艺所困扰。
有机太阳能电池是未来柔性太阳能电池的一个重要方向,他采用印刷生产,高效且低成本,未来不仅可制备成柔性,甚至可以作为涂料直接涂抹。目前,对全世界前沿的实验室或公司来说,仍停留在手套箱+玻璃器件阶段,市场化的道路还十分漫长。
真正商业化应用较为成功的,只有柔性非晶硅太阳能电池。