可擴(kuò)展到幾米長硅基光纖太陽能電池首次被開發(fā)出來，這項(xiàng)研究向我們提供了一種可能性：我們將可以通過編織硅納米線纖維來獲得柔性的、可彎曲的或者扭曲的太陽能織物電池。這一發(fā)現(xiàn)是由賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)系教授John Badding帶領(lǐng)化學(xué)、物理學(xué)家和工程師們研究得出，并在Advanced Materials上刊登。

實(shí)驗(yàn)組在處理光纖與電子芯片融合問題的前期工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這個(gè)新現(xiàn)象：硅基集成電路是構(gòu)建大多數(shù)半導(dǎo)體電子器件的基礎(chǔ)，如太陽能電池，電腦，手機(jī)。他們發(fā)現(xiàn)除了可以合成出有著圓型光纖的片狀芯片，還可以通過另一種途徑合成出比人類頭發(fā)還細(xì)的新型光學(xué)纖維，并且這種纖維帶有自己的集成電子組件，從而避免了合成光學(xué)芯片的需要。要做到這一點(diǎn)，他們采用高壓化學(xué)技術(shù)，一層一層地直接將半導(dǎo)體材料沉積到光學(xué)纖維上微小的孔里。

現(xiàn)在，在他們的新研究里，團(tuán)隊(duì)成員們同樣使用這種高壓化學(xué)技術(shù)，從晶體硅半導(dǎo)體材料中制備出一種纖維，使之可編織為太陽能織物電池——一種將輻射的太陽能轉(zhuǎn)換成直流電能的光電設(shè)備。Badding教授說：“我們的目標(biāo)是使高性能電子材料和太陽能電池以一種更長和更靈活的形式呈現(xiàn)出來。我們已經(jīng)制備出以米為量度的纖維，原則上，我們團(tuán)隊(duì)的新方法可以用來制備出長度在10米以上的可彎曲的硅太陽能電池纖維。以纖維為基礎(chǔ)的長型太陽能電池使我們可以完成以前不可能達(dá)到的一些想法：例如將硅纖維編織成有廣泛的應(yīng)用的織物，如發(fā)電、電池充電、化學(xué)傳感、和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。”

教授解釋說，制約像智能手機(jī)和ipad這些便攜式電子產(chǎn)品的主要要素之一是電池壽命太短，而太陽能輔助電池可以幫助解決這一問題。“太陽能電池通常是由一個(gè)長著氫化非晶硅的玻璃或塑料基板制備出來，然而這種通過使用昂貴的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器制備出的片狀產(chǎn)物柔性并不好。令人欣喜的是，以柔性纖維為基礎(chǔ)材質(zhì)的太陽能電池將十分輕便：配置靈活，便攜式，可折疊，甚至可穿戴。”然后將這種材料連接到電子設(shè)備的電源上，達(dá)到為蓄電池充電的功能。Badding教授補(bǔ)充說：“軍事學(xué)家們對為戰(zhàn)場上的士兵設(shè)計(jì)一種可穿戴式的電源特別感興趣。”

團(tuán)隊(duì)成員認(rèn)為柔性的太陽能電池材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以從不同的角度收集光能。Badding教授說：“傳統(tǒng)的太陽能電池只有一個(gè)平面，但是對于一個(gè)柔性的，可彎曲的太陽能電池的織物，它將不再依賴光從哪里來、太陽在哪個(gè)方位和一天中的時(shí)間問題。”

來自英國南安普敦大學(xué)的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人Pier J. A. Sazio補(bǔ)充說：“這些石英光導(dǎo)纖維裝置有另一個(gè)有趣的特點(diǎn)：因?yàn)樗鼈兪侨绱司o湊，他們對可見激光有一個(gè)非?？焖俚姆磻?yīng)速度，事實(shí)上，我們制作的光纖探測器的帶寬已超過1.8 GHz。”