在力學測試中，研究人員正在檢測硅酮包裹的太陽能電池組件的質(zhì)量。(圖片來源：© Fraunhofer CES)

有時，僅僅幾美分就能決定一項技術(shù)的成敗。舉例來說，只要是太陽能比化石燃料中提取的能量更昂貴，光伏發(fā)電在廣泛開放的市場上就不具有競爭力。“太陽能發(fā)電仍然是依賴于公共補貼，在美國和德國都一樣。位于美國馬薩諸塞州劍橋的弗勞恩霍夫可持續(xù)能源系統(tǒng)CSE中心的科學主任克里斯蒂安-赫普夫納(christian Hoepfner)解釋說：“如果我們想要將可再生能源長期滲透全球市場，那么我們必須確保讓它變得更便宜。”

要達到這一目標沒有秘訣：不能盲目提高效率，生產(chǎn)太陽能電池和模塊非常昂貴。如果你想改變，你必須解決一個存在著許多變量的難題：世界各地的工程研究團隊正在尋找新技術(shù)和生產(chǎn)方法，可以更便宜、更高效、更持久和更可靠地地制造太陽能電池和組建。

硅酮是有前途的材料之一。這是種物質(zhì)非常特殊，既不是無機晶體，也不是有機高分子，但和兩者都有關系。盡管到現(xiàn)在為止，光伏組件的封裝都會用到硅酮，然而硅酮并沒有廣泛用于太陽能電池板。太陽能電池板就是脆弱硅晶片周圍的保護層。目前，大多數(shù)光伏電池制造商使用乙烯-醋酸乙烯，或短期用EVA。

為確定硅酮是否可取代乙烯-醋酸乙烯，一個來自Fraunhofer的研究人員以及道康寧公司(Dow Corning Corporation)的研究團隊合作進行研究。(道康寧公司是世界上用于醫(yī)療技術(shù)、化妝品、汽車業(yè)、紙張加工和電子產(chǎn)品的最大硅酮生產(chǎn)商。)科學家用液體硅酮涂抹光伏電池。項目經(jīng)理拉法爾•密茨凱維奇(Rafal Mickiewicz)說：“當硅酮變硬，它會把電池包裹起來。電子元器件會得到優(yōu)化的保護。”CSE的專家已經(jīng)制出了硅酮電池板的原型，并在低溫和循環(huán)載荷的氣候箱中進行測試，還用閃光器對模塊性能進行了測試。此外，研究人員利用電致發(fā)光成像(electro-luminescence-imaging)技術(shù)檢測微裂紋。結(jié)果證明，與傳統(tǒng)的太陽能電池組件相比在強風中，硅酮包裹的光伏組件在強風中可以循環(huán)安裝更多次，特別是在零下40攝氏度霜凍條件下更是如此。

道康寧公司研究人員和弗勞恩霍夫的CSE光伏組件小組合作了兩年。這一合作很好地提高了我們對太陽能電池組件材料的理解，尤其是在可持續(xù)發(fā)展和輸出方面。” 道康寧的全球科技經(jīng)理安迪-古德溫(Andy Goodwin)說。

在此期間，測試的結(jié)果已在2011年第26屆歐洲光伏太陽能會議(European Photovoltaics Solar Energy Conference)上公布。“研究結(jié)果表明，硅酮板很適合某些應用。因為硅酮能很好地保護電池表面和內(nèi)部脆弱的組件。此外，它還能承受劇烈的溫度波動。“有了這項技術(shù)，我們可以讓硅電池更穩(wěn)定，”密茨凱維奇總結(jié)道。