成都市都江堰市酒店設備回收公司電話13981937861，成功破（pò）解矽片“力學短板” 中國科（kē）學家實現柔性太陽電池製造

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　　中新網北京5月24日電 (記者 孫自法)太陽電池可以隨意折疊、任意彎曲嗎？來自中國科學院（yuàn）的最新消息說，中國科學家最新完成的一項研究給出了肯定的答案，他們通過合作成功破解了矽片的“力學短板”，顯著提升矽片“柔韌性”，研發出（chū）柔性單晶矽太陽電池技術，在此基礎上實現柔性單晶矽太（tài）陽電池製造（zào），並已驗證批量生產的可行性。

　　這項柔性太陽電（diàn）池領域（yù）重要技術突破及應用的成果論文，由中（zhōng）國科學院上海微係統與信息技術研究所(中科院（yuàn）上海微係統所)領銜並聯合長沙理工大學、北京航空航天（tiān）大學、南京師（shī）範大學、沙特阿美石油公司等合作完成，北京（jīng）時間5月24日夜間（jiān）在國際著名學（xué）術期刊《自然》(Nature)上以封麵文章形式在線發表。同時，該研究團隊開發的大麵積（jī）柔性光伏（fú）組件，已（yǐ）經成功（gōng）應用於臨近空間飛行器（qì）、建築光伏一體化和車載（zǎi）光伏等領域。

柔（róu）性單晶矽太陽電池組件成功應用於臨近空間飛行器、光伏建築一體化、車載光伏等領（lǐng）域。　中（zhōng）科院上海微係統所 供圖

　　中（zhōng）科院上海微係統所介紹說，近年來，單晶矽太陽電池在光伏市場（chǎng）的占有（yǒu）率上升到95%以上，除常規太陽電池在地麵光伏電站和分布式（shì）光伏的大規模應用以外，柔（róu）性太陽電池在可穿戴電子、移（yí）動通訊、車載移動能源、光伏建築一體化、航空航天等領域也具有巨大（dà）的發展空間，但此前，中外尚未開（kāi）發（fā）出商用的高效、輕質（zhì）、大（dà）麵積、低成本柔性太陽電池滿足該領域的應用需（xū）求。

　　基（jī）於此，中科院（yuàn）上海微係統所2010年成立新能源技術（shù）中心，10多年來持續聚焦非晶矽/單晶矽異（yì）質結太陽電池的研究開發，已取得眾多原創性科研（yán）成果，其中多項（xiàng）重要研究成果在大規模產業化、臨近空間開發、極地科（kē）考站可再（zài）生能源供電等領域都獲得（dé）規模化應用。

　　在本項研究中，中科（kē）院（yuàn）上海（hǎi）微係（xì）統所領導的（de）研究團隊通過高速相機觀察（chá）發現，單（dān）晶矽太陽電池在彎曲應力（lì）作用下的斷（duàn）裂總是從單晶矽片邊緣處的“V”字型溝槽開始萌生裂痕，該（gāi）區域被定義為矽片的（de）“力學短（duǎn）板”。

　　根據這一現象，研究團隊創新開發出邊緣圓滑（huá）處理技術（shù），將矽（guī）片邊緣的表麵和側麵尖銳的“V”字型溝槽（cáo）處理成平滑的“U”字型溝槽（cáo），改變介觀尺度上（shàng）的結構對稱性，結合有限元分析（xī）、動態應力（lì）載荷下的分子（zǐ）動力學模擬和（hé）球差透射電子顯微鏡的殘餘應力分（fèn）析，發現單晶矽的“脆性（xìng）”斷裂行為轉變成“彈塑性”二次剪切帶斷裂行為。同時，由於圓滑處理隻限（xiàn）於矽片邊緣區域，不影響矽片表麵和背麵對光的吸收能力，從而保（bǎo）持了太陽電池的（de）光電（diàn）轉換效（xiào）率不（bú）變。

　　研究團隊表示，破（pò）解矽（guī）片“力學短板”的結構設計方案，可以（yǐ）顯著提升矽片的（de）“柔（róu）韌性”：60微米厚度（dù）的單晶矽太陽電池可以像A4紙一樣（yàng）進（jìn）行折疊操作，最小彎曲半徑達到5毫米以下；該單晶矽太（tài）陽（yáng）電池也可以進行重複彎曲，彎曲角度超過360度。以（yǐ）此次技術突破和形成結（jié）構設計方案為基礎，研究團隊通過（guò）簡（jiǎn）單工藝處理又進（jìn）一步實現了柔性單晶矽太陽電池製造（zào），並在量產線驗（yàn）證了批量生產的可行性，從而為輕質、柔性單晶矽太陽電池的發展提供了一條可行的技術路線。

柔性單晶矽太陽電池組件（jiàn）成功應用於臨近空間飛行器、光伏建築一體化、車載光伏等領域。　中科院上海微係統所 供（gòng）圖

　　論文通訊作者、中科院上海微係統所狄增峰研究員解釋指出，對於具（jù）有表麵尖銳“V”字型溝槽的（de）太陽電池矽（guī）片斷裂行為的認識，啟發了研究團隊針對矽（guī）片邊緣區域進行（háng）形貌改變，將尖銳“V”字型溝槽處理成圓滑“U”字型溝（gōu）槽，從而讓彎曲應變能夠有效分（fèn）散，並通過有效抑製應變斷裂行為（wéi），提升（shēng）矽片的柔韌性，最終實現高效、輕質（zhì）、柔性的單晶矽太陽電池。

　　論文（wén）通訊作者、中科院上海微係統所劉（liú）正新研（yán）究員表示（shì），由於“圓（yuán）滑策略”僅在（zài）矽片邊緣實施，基本不影響太陽電池的光電轉化效率，又能夠顯著提升太陽電池的柔性，未來在空間應用、綠色建築、便攜式電（diàn）源等方（fāng）麵具有廣闊的應用前景。

　　據了解，二十世紀（jì）五十年代，美國貝爾實驗室發（fā）明單晶矽太陽電池，利用單晶矽（guī）晶圓實現太陽光能轉換成電能的突破，並成功用於人造衛星（xīng），但當時的（de）光電轉換效率僅（jǐn）有5%左（zuǒ）右。近幾年，研究（jiū）人員通過材料結構工程和高端（duān）設備開發的協同創新，將單（dān）晶矽太陽電池的光電轉（zhuǎn）換效率（lǜ）提高到26.8%，接近理論極限29.4%，且製造成本和綜合發電（diàn）成本大幅度下降，在中國大部分地區達到平價上網。(完)