中國(guó)粉體網(wǎng)訊 超薄、可彎曲的太陽能電池來了！我國(guó)科研人員開發(fā)了一種邊緣圓滑處理技術(shù)，基于該技術(shù)研發(fā)的柔性單晶硅太陽能電池，薄如紙，厚度60微米，而且可以像紙一樣進(jìn)行彎曲、折疊。相關(guān)研究成果5月24日在線發(fā)表于《自然》雜志，并被選為封面文章。
單晶硅太陽能電池是當(dāng)前開發(fā)最快的一種太陽能電池，具有使用壽命長(zhǎng)、制備工藝完善以及轉(zhuǎn)化效率高的優(yōu)點(diǎn)，是光伏市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品�！澳壳�，單晶硅太陽能電池在光伏市場(chǎng)的占有率達(dá)到95%以上�！闭撐墓餐ㄓ嵶髡�、中科院上海微系統(tǒng)所副所長(zhǎng)狄增峰介紹。
現(xiàn)階段，單晶硅太陽能電池主要應(yīng)用于分布式光伏電站與地面光伏電站，如果將其做成可以彎曲的柔性太陽能電池，就可以廣泛應(yīng)用于建筑、背包、帳篷、汽車、帆船甚至飛機(jī)上，為房屋、各種便攜式電子及通信設(shè)備、交通工具等提供輕便的清潔能源。
中科院上海微系統(tǒng)所的研究團(tuán)隊(duì)通過高速相機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)，單晶硅太陽電池在彎曲應(yīng)力作用下的斷裂總是從單晶硅片邊緣處的“V”字型溝槽開始萌生裂痕，該區(qū)域被定義為硅片的“力學(xué)短板”。
根據(jù)這一現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新地開發(fā)了邊緣圓滑處理技術(shù)，將硅片邊緣的表面和側(cè)面尖銳的“V”字型溝槽處理成平滑的“U”字型溝槽，改變介觀尺度上的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，結(jié)合分析，發(fā)現(xiàn)單晶硅的“脆性”斷裂行為轉(zhuǎn)變成“彈塑性”二次剪切帶斷裂行為。同時(shí)，由于圓滑處理只限于硅片邊緣區(qū)域，不影響硅片表面和背面對(duì)光的吸收能力，從而保持了太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率不變。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可以顯著提升硅片的柔韌性，從而使60微米厚度的單晶硅太陽電池可以像A4紙一樣進(jìn)行折疊操作，最小彎曲半徑達(dá)到5毫米以下（圖a）；也可以進(jìn)行重復(fù)彎曲，彎曲角度超過360度（圖b）。
圖a：柔性太陽能電池硅片彎曲半徑小于5毫米；圖b：柔性太陽能電池彎曲角度超過360度。
論文共同通訊作者、中科院上海微系統(tǒng)所研究員劉正新表示，這項(xiàng)研究通過簡(jiǎn)單工藝處理實(shí)現(xiàn)了柔性單晶硅太陽能電池制造，并在量產(chǎn)線驗(yàn)證了批量生產(chǎn)的可行性，為輕質(zhì)、柔性單晶硅太陽能電池的發(fā)展提供了一條可行的技術(shù)路線。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的大面積柔性光伏組件已經(jīng)成功應(yīng)用于臨近空間飛行器、建筑光伏一體化和車載光伏等領(lǐng)域。
參考來源：科技日?qǐng)?bào)、上海嘉定等
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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