上海科学家团队开发的柔性单晶硅太阳电池技术,登上Nature封面
时间:2025-03-18 07:30:24 来源:稻妻冉冉网 作者:焦点 阅读:855次
上世纪五十年代,上海术登上美国贝尔实验室的科学研究者就发明了单晶硅太阳电池,利用单晶硅晶圆实现了太阳光能转换成电能的家团突破,并成功用于人造卫星
,队开单晶当时的发的e封光电转换效率仅有5%左右。近几年,柔性研究人员通过材料结构工程和高端设备开发的硅太协同创新,将单晶硅太阳电池的阳电光电转换效率提高到26.8%,接近理论极限29.4%
,池技制造成本和综合发电成本大幅度下降
,上海术登上在我国大部分地区达到平价上网。科学同时,家团单晶硅太阳电池在光伏市场的队开单晶占有率也上升到95%以上
。除了常规太阳电池在地面光伏电站和分布式光伏的发的e封大规模应用以外,柔性太阳电池在可穿戴电子、柔性移动通讯 、车载移动能源
、光伏建筑一体化、航空航天等领域也具有巨大的发展空间
,然而国内外尚未开发出商用的高效、轻质、大面积、低成本柔性太阳电池满足该领域的应用需求
。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)的研究团队通过高速相机观察发现
,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,改变介观尺度上的结构对称性,结合有限元分析 、动态应力载荷下的分子动力学模拟和球差透射电子显微镜的残余应力分析 ,发现单晶硅的“脆性”断裂行为转变成“弹塑性”二次剪切带断裂行为。同时,由于圆滑处理只限于硅片边缘区域
,不影响硅片表面和背面对光的吸收能力
,从而保持了太阳电池的光电转换效率不变。该结构设计方案可以显著提升硅片的“柔韧性”
,60微米厚度的单晶硅太阳电池可以像A4纸一样进行折叠操作,最小弯曲半径达到5毫米以下(图a);也可以进行重复弯曲,弯曲角度超过360度(图b)。相关成果于2023年5月24日在Nature发表
,并被选为当期的封面。a, 柔性太阳电池硅片弯曲半径小于5毫米;b,柔性太阳电视弯曲角度超过360度。本工作通过简单工艺处理实现了柔性单晶硅太阳电池制造,并在量产线验证了批量生产的可行性,为轻质、柔性单晶硅太阳电池的发展提供了一条可行的技术路线 。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。柔性单晶硅太阳电池组件成功应用于临近空间飞行器
、光伏建筑一体化 、车载光伏等领域
。本工作的第一完成单位为中科院上海微系统所,第一作者为中科院上海微系统所刘文柱副研究员、长沙理工大学刘玉敬副教授、沙特阿美石油公司杨自强博士和南京师范大学徐常清教授。理论计算与北京航空航天大学丁彬副教授和南京师范大学徐常清教授合作完成。残余应力分析与长沙理工大学刘小春教授和刘玉敬副教授合作完成。高速相机拍摄硅片瞬间断裂过程由阿美石油公司杨自强博士完成 。本文通讯作者狄增峰研究员介绍道:“对于具有表面尖锐‘V’字型沟槽的太阳电池硅片断裂行为的认识,启发了研究团队针对硅片边缘区域进行形貌改变
,将尖锐‘V’字型沟槽处理成圆滑‘U’字型沟槽
,从而让弯曲应变能够有效分散,有效抑制了应变断裂行为,提升了硅片的柔韧性
,最终实现了高效、轻质
、柔性的单晶硅太阳电池”。“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。”同为通讯作者的刘正新研究员透露。(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)举报/反馈
(责任编辑:综合)
上一篇:狂轰37+4+12!罗齐尔天神下凡,篮网惨遭逆转,布里奇斯空砍22+9人和猩猩能不能生出孩子?前苏联的‘人兽杂交’实验揭秘!
下一篇:步行者vs活塞前瞻:哈利伯顿期待魔法奇迹,20连败在向活塞招手?
下一篇:步行者vs活塞前瞻:哈利伯顿期待魔法奇迹,20连败在向活塞招手?
相关内容
- ·NBA夏联灰熊轻取雷霆:拉拉维亚18中9,霍姆格伦两双曼恩空砍28分29岁女星没房没车怀孕了,老公北大博士收入低,鲍蕾:能温饱就行
- ·17日夏联综述:湖人绝杀快船 骑士火箭晋级决赛1990年,年轻时杨澜和姜昆主持节目时的合影,初生牛犊不怕虎!
- ·泰山再遭争议判罚少打一人遭绝平 错过初次登上积分榜次席
- ·女子百余亩香瓜遭村落夷易近昼夜组团偷走:有的还开着车以前拉
- ·坚持4年2.23亿,陪恩比德过家家!哈登想追寻伦纳德但费城不拥护
- ·起劲追哈登!快船部署乔治生意 美媒送3方6人妄想 又支招三队抢人
- ·16年前售价599美元的初代iPhone拍出136万元天价!拍卖商泄露它最罕有的一点
- ·原创 2023选秀大会总结(国王篇):目标明确,国王要的就是即战力?
最新内容
- ·英超最新积分榜:国际第一联赛真乱,竟有五大奇观,到处是大哥!
- ·原创 单节15分,哈登带领快船开启22分大逆转,为啥没人夸?原因只1个
- ·英超-阿森纳2-1狼队各项赛事五连胜 萨卡破门厄德高建功
- ·完全体湖人不好惹!防守完美升级:给火箭上课最佳第六人!里夫斯高居第一,保罗仅排第七,中国球员上榜
- ·专访NBA球探凯文· 康奈利:称杨瀚森为“CBA约基奇”是不公平的青瞳视角2023-12-10 18:55青瞳视角2023-12-10 18:55
- ·意甲-完胜!国米3-0那不勒斯重返榜首 恰20凌空斩巴雷拉传射
- ·米体:尤文可能在冬窗出售苏莱和伊令,换取3500万到4000万欧资金
- ·国王队淘汰赛的三大预测:“福萨”势不可挡,“复仇”鹈鹕晋级!
- ·原创 恭喜曼联!拉爵士亲自点名,9000万欧伪巨星被放弃,红魔队长更换
- ·德甲综合 | “狼堡”大胜弗赖堡 法兰克福升至第二49岁董卿与43岁殷桃吃路边摊,一个低调接地气,一个高调秀长腿
热点内容
- ·湖人计划进行3换1交易,以詹姆斯辅佐浓眉争冠,八村塁可能离队
- ·这次的极光为何这么强?NOAA:真正的主导者是这个M9.8级太阳耀斑他识破宋江,假装回乡探母,结果一去不返,成为水浒结局最好的人
- ·辛普森夫人:国王为她放弃江山,赠送10亿珠宝宠成王后,结局怎样非洲一女孩因颜值太高,被载入吉尼斯纪录,父亲雇保镖护送上学
- ·埃格努率队战胜老东家!瓦基弗欧冠惨败,5人三局比赛结束后得0分看了59岁俞小凡才明白:不穿老年服、不烫老年头,到老都没大妈感
- ·93+33+12!湖人完美收官,詹姆斯赛后送特权,这番话29队坐不住了
- ·尼克斯三连胜,猛龙遭遇滑铁卢,哈特和兰德尔的表现让人惊艳
- ·原创 密谋换队?2将+首轮可换锡安,后者与公牛助教交谈:我想联手拉文
- ·中超需要怎样的外援?非洲女孩巴特曼因有巨臀,一生被赤身裸体展览,死后还被做成标本
- ·“刻入”基因的图形们:为何孩子天生爱画小太阳?
- ·NBA官网MVP榜:恩比德升至第二紧追约基奇 SGA第三狂轰35+15+12!全联盟第一,NBA最强超巨诞生,MVP总冠军全都要