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像纸一样折叠弯曲,我国研制出高柔韧性单晶硅太阳电池

2023-05-25 13:56:16 综合报道 阅读:
5月24日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所(以下简称中科院上海微系统所)官网消息,中科院上海微系统所的研究团队研制出可以像纸片一样弯曲,且不易断裂的高柔韧性单晶硅太阳电池。相关成果在国际学术期刊《自然》(Nature)发表,并被选为当期的封面。

5月24日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所(以下简称中科院上海微系统所)官网消息,中科院上海微系统所的研究团队研制出可以像纸片一样弯曲,且不易断裂的高柔韧性单晶硅太阳电池。相关成果在国际学术期刊《自然》(Nature)发表,并被选为当期的封面。8VEednc

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据了解,现在常见的光伏太阳电池都是由单晶硅制成的,单晶硅作为一种脆性材料,在施加应力时极容易破碎,尤其在减薄其厚度以降低成本的时候,它就更容易碎。在过去大角度弯曲而不损坏的硅片几乎不可能实现,其主要原因就是硅片的力学特征限制了其柔韧性。8VEednc

而该研究团队通过研究观察发现,单晶硅太阳电池在弯曲应力作用下的断裂总是从单晶硅片边缘处的“V”字型沟槽开始萌生裂痕,该区域被定义为硅片的“力学短板”。根据这一现象,研究团队创新地开发了边缘圆滑处理技术,将硅片边缘的表面和侧面尖锐的“V”字型沟槽处理成平滑的“U”字型沟槽,从而改变了硅片边缘的微结构以及力学特性,在增强硅片柔韧性同时,并不影响硅片对光的吸收能力。8VEednc

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柔性单晶硅太阳电池应用场景8VEednc

据悉,该结构设计方案可以显著提升硅片的“柔韧性”,已可以实现将硅片的厚度减薄为50到60微米,而且60微米厚度的单晶硅太阳电池可以像纸一样进行折叠操作,最小弯曲半径达到5毫米以下,同时还可进行重复弯曲,弯曲角度超过360度。8VEednc

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柔性太阳电池硅片的弯曲半径和弯曲角度8VEednc

目前,研究团队开发的大面积柔性光伏组件已经成功应用于临近空间飞行器、建筑光伏一体化和车载光伏等领域,据中科院上海微系统所研究员刘正新介绍:“由于圆滑策略仅在硅片边缘实施,基本不影响太阳电池的光电转化效率,同时能够显著提升太阳电池的柔性,未来在空间应用、绿色建筑、便携式电源等方面具有广阔的应用前景。”8VEednc

责编:Ricardo
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