产品介绍(是什么 开发介绍)

产品技术和扩展(技术概述 太阳能屋顶板材)

产品介绍

是什么

光电塑料（power plastic），这是一种既轻便又价格低廉的新型材料，能将室内外光线转化为电能。在马萨诸塞州洛厄尔市一家已被改装的纺织厂里，里克·赫斯（Rick Hess）铺开一卷连接小型电表的棕色塑料薄膜。“3 伏。”他笑说。“这还只是来自房间的光线。想想如果我们是在室外的话，读数会是多少吧！”

赫斯经营一家名为 Konarka 的太阳能新创企业，他正在展示的是光电塑料（power plastic），这是一种既轻便又价格低廉的新型材料，能将室内外光线转化为电能。

你可以把它想成是能像胶卷那样卷起来的太阳能板。“很快你可能都不需要电池了。”赫斯说道，手里举一个能在一小时内为你手机充完电的便携式设备样品。“这东西放哪儿都行。”

开发介绍

美国联邦政府“阳光美国计划 (SAI)”的关键项目中有两个是致力于开发有机光伏建筑一体化技术。其中一个项目由位于马萨诸塞州 Lowell的 Konarka公司负责，另一个由位于密歇根州Midland的陶氏化学公司负责。SAI的目标是到 2015年能提供每度电低于10美分的太阳能电力。目前电网电价是每度 8美分，而太阳能技术发电的电价是其 3倍。一种采用 Konarka技术的创新性但是价格昂贵的设备是一个装有柔性太阳板的太阳伞，它可为笔记本电脑、手机或其它消费者产品提供电力。目前该产品已经被应用于阳光充足地区的户外咖啡店和游泳池旁的小店。

产品技术和扩展

技术概述

柔性太阳能板的电力由发电塑料 (Power Plastic)产生，这是一种已获专利的高度保密的材料。Konarka的专利表明该材料主要成分是共轭聚合物，它的性能和金属导体和半导体类似。聚合物至少包括以下几种：聚硫脲、聚烷基噻吩、聚双己基噻吩(PDHTT)、聚噻吩乙烯和聚芴衍生物。

光伏电池是采用连续卷纸制造技术生产的，这种技术把聚合物以树装几何结构应用于基座，随后进入绕式 (roll-to-roll)加工流程。基座可以是任何能在卷纸工艺中被金属化的塑料。一种常用材料是聚酯材料，此外也可以使用聚碳酸酯、聚丙烯和聚苯乙烯。可以通过使用覆层来提高效率，覆层能够防止某些类型光的反射。还有制造商通过掺假导电材料进一步提高性能。光伏电池也能通过其它印刷系统制造。

“Konarka公司的创新在于它的光敏发电塑料的材料、制造工艺和形状因素，”Konarka公司业务开拓副总裁 Dan Williams称。

“通过使用新型纳米结构材料，我们把普通的覆层和打印技术从化学、胶片和柔性电子行业带入到能源行业。”

该系统目前的效率为 6%--性能已经不错，但是还不够高。通常的硅太阳能系统的效率大约为15%。Konarka公司预计它的电力发电的成本每度不超过 10美分，这将使该材料可以被广泛地应用于光伏建筑一体化。Design News之前曾报道过该技术的另一个主要参与者：位于匹兹堡的 Plextronics公司，该公司是 Carnegie Mellon大学成立并从该校独立出来的，在 1月该公司建立了它的第一条研发生产线。

小型生产商将能够使用可打印太阳能墨来印制太阳能模块，这些可打印太阳能墨用像 Konarka所用的此类导电聚合物制成。产品的模块设计还能让公司评估新的加工工艺从而达到性能最大化。

“该产品致力于促进我们的创新性太阳能墨系统的商业化，”Plextronics公司的总裁兼 CEO Andy Hannah称。“某些情况下，特别在像印刷电子这样的新兴市场，公司必须要首先采取措施展示新技术的市场潜力。”Plextronics公司使用的是Carnegie Mellon大学Richard McCullough博士发明的导电聚合物技术。

太阳能屋顶板材

陶氏化学公司的角色。另外一家主要参与者是陶氏化学公司，该公司从美国能源部“阳光美国之路计划 (Solar America Initiative Pathways Program)”获得了 2千万美元的科研经费。

陶氏化学利用它的密封和屋面技术开发太阳能屋顶板材。去年晚些时候，陶氏化学在它的密歇根州 Midland的 Michigan Operations工厂安装了一台重 1,350吨的前后钳式注塑机，用于开发能把柔性太阳能板集成到塑料屋顶板材的技术。 目前硅太阳能电池一般封装在屋顶笨重的玻璃板中，成本高且安装起来很费劲，发电电价也比电网电价高很多。

“陶氏化学的创新性技术是基于一种被称为 CIGS的低成本光伏材料，太阳能电池‘封装在’屋顶材料从而形成一个‘太阳能屋顶面板’，”陶氏化学光伏建筑一体化技术高级技术主管Bob Cleereman称。

CIGS由铜、铟、镓和硒制成，被用作薄膜太阳能电池的吸光材料。20多家公司都在研究 CIGS技术，有些公司正努力使其接近可被接受的水平。

陶氏化学在 SAI项目的最初合作伙伴是加利福尼亚州的Miasloe公司，该公司一度是 CIGS研发领域的领导者。但是该公司没有达到关键目标，因此在 SAI项目中被 Global Solar Energy公司代替，Global Solar Energy公司去年在亚利桑那州新建了一家工厂，该公司预计今年该工厂将生产 20MW的太阳能膜。

“我们与 Global Solar Energy公司合作的原因是，在寻求太阳能材料供应商的过程中它是唯一一家能提供符合 SAI要求的柔性 CIGS材料的合格供应商， ”“对陶氏公司的 Cleereman称。光伏建筑一体化设备来说，铜、铟、镓和硒被证明是最有效、成本最低的太阳能薄膜技术。”

Global Solar Energy公司是唯一一家能生产用于柔性载体的全尺寸 CIGS电池的公司，该公司的太阳能电池效率达到了创纪录的10%，该数字是 SAI计划的要求。SAI计划的目标是在 6年内能发出和电网价格差不多的低成本太阳能电力。

陶氏公司不愿讨论它的技术细节，不过庞大的注塑设备是个重要线索。陶氏公司可能试图把太阳能板集成到注塑塑料结构内，就像把标签注塑到模腔内的汽车仪表盘中那样。如果能把太阳能材料能像卷纸筒给纸那样输出到工具中，这是个令人激动的主意，因为它能大量生产低成本的产品。

作为一项前沿技术，Konarka计划的确让人很感兴趣，但是陶氏公司的计划在不远的将来有希望成为主要的游戏规则颠覆者。