基于可折叠的晶片的柔性太阳能电池
Wenzhu Liu1,2, Yujing Liu3, Ziqiang Yang4
1Research Center for New Energy Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China. wenzhu.liu@mail.sim.ac.cn.
Nature
|May 24, 2023
概括
研究人员开发了可折叠的晶片用于柔性太阳能电池, 这一突破使得大型高效太阳能电池具有类似纸张的可滚动性和耐用性,
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 半导体物理
背景情况:
- 灵活的太阳能电池由于其轻量级和抗冲击性质,为建筑集成的光伏和可穿戴电子产品提供了重要的市场潜力.
- 传统的太阳能电池虽然在大型发电厂中取得了成功,但由于材料的刚性而缺乏灵活性,尽管经过数十年的研究,但阻碍了灵活应用的进步.
- 开发灵活的太阳能电池对于将太阳能集成到新的形式因素中至关重要.
研究的目的:
- 制定制造大型可折叠晶片的战略.
- 制造高效,灵活的太阳能电池, 克服固有的材料限制.
- 在各种压力条件下证明这些柔性太阳能电池和模块的耐用性和性能.
主要方法:
- 采用了一种新的边缘模糊技术来修改晶体晶片边缘区域的金字塔结构.
- 这种方法解决了表面金字塔之间的尖通道发生的裂纹问题,提高了晶圆的灵活性.
- 制造大型太阳能电池 (>240 cm2) 具有更高的灵活性和高效率 (>24%).
主要成果:
- 现在可以大规模商业化生产高效率的太阳能电池,
- 灵活的太阳能电池在1000个曲周期后保持了100%的功率转换效率.
- 大型柔性模块 (>10,000 cm2) 显示出优异的热循环稳定性 (-70°C至85°C120小时) 和适应气流 (保留96.03%的功率).
结论:
- 该技术有效地提高了晶片的灵活性,使可折叠太阳能电池的生产成为可能.
- 这些灵活的太阳能电池在经过严格的机械和环境应力测试后, 具有显著的耐用性和高性能.
- 这一进步为建筑集成光伏和可穿戴电子产品广泛采用柔性太阳能技术铺平了道路.
