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【科学强国】可以“卷”的太阳能电池来了
日期:2023-06-07 13:06:12 | 作者:华体会最新地址

  不过,近来,我国科学家研制出可以像纸片相同弯折且不易开裂的柔性晶硅太阳能电池。这一研讨成果将打破性拓宽晶硅太阳能电池在空间使用、绿色修建、车载移动动力等范畴的使用远景,或可带来大规模柔性太阳能电池的爆破式增加。

  据上海市科学技能委员会5月25日音讯,我国科学院上海微体系与信息技能研讨所近来成功开发柔性单晶硅太阳电池技能。该技能可以明显提高硅片的“柔韧性”,使60微米厚度的柔性单晶硅太阳能电池可以像纸相同进行曲折、折叠。

  该项研讨成果被刊发在5月24日的《天然》期刊上,并被选为当期封面。该期刊是全球最有声望的科学杂志之一。

  研讨人员通过高速相机调查发现,单晶硅太阳能电池的开裂总是从单晶硅片边际处的V型沟槽开端萌发裂缝。依据这一现象,研讨团队创新地开发了边际油滑处理技能,将硅片边际的外表和旁边面尖利的V型沟槽处理成滑润的U型沟槽。该技能可在不影响硅片外表和反面对光的吸收能力的一起,明显提高硅片的柔韧性。

  研讨人员还惊喜地发现,根据该技能研制的单晶硅太阳能电池可以像纸相同进行折叠操作,最小曲折半径到达5毫米以下,也可以进行重复曲折,曲折视点超越360度。“因为油滑战略仅在硅片边际施行,因而根本不影响太阳能电池的光电转化功率,一起可以明显提高太阳能电池的柔性。”研讨团队成员刘正新研讨员介绍说。

  相对于一般电池和可循环充电电池来说,太阳能电池归于更节能环保的绿色产品。

  其间,单晶硅太阳能电池,是以高纯的单晶硅棒为质料的太阳能电池,是其时开发得最快的一种太阳能电池。它的结构和生产工艺已定型,产品已广泛用于空间和地上。

  二十世纪五十年代,美国贝尔实验室创造单晶硅太阳电池,使用单晶硅晶圆完成太阳光能转化成电能的打破,并成功用于人造卫星,但其时的光电转化功率仅有5%左右。

  通过数十年的开展,单晶硅太阳电池已成为光伏职业选用的干流技能。现在,单晶硅太阳电池的光电转化率已提高至26.8%,挨近理论极限29.4%,且制作本钱和归纳发电本钱大幅度下降,在我国大部分地区到达平价上网。

  据中科院上海微体系所介绍,近年来,单晶硅太阳电池在光伏商场的占有率上升到95%以上,除惯例太阳电池在地上光伏电站和分布式光伏的大规模使用以外,柔性太阳电池在可穿戴电子、移动通讯、车载移动动力、光伏修建一体化、航空航天等范畴也具有巨大的开展空间。

  但此前,中外没有开宣布商用的高效、轻质、大面积、低本钱柔性太阳电池满意该范畴的使用需求。

  现在,我国科学家的这项最新研讨,成功破解了硅片的“力学短板”,明显提高硅片“柔韧性”,研制出柔性单晶硅太阳电池技能,在此基础上完成柔性单晶硅太阳电池制作,并已验证批量生产的可行性。

  “无论如何曲折,整个大硅片都能康复如初,它没有晶界、没有冲突,哪怕折叠1000次,功率也没有一点点衰减,使用寿命很长。而这些都是多晶电池很难完成的。”论文榜首作者、上海微体系所副研讨员刘文柱说。

  据悉,研讨团队开发的大面积柔性光伏组件现已成功使用于接近空间飞行器、修建光伏一体化和车载光伏等范畴。

  论文通讯作者、中科院上海微体系所刘正新研讨员表明,因为“油滑战略”仅在硅片边际施行,根本不影响太阳电池的光电转化功率,又可以明显提高太阳电池的柔性,未来在空间使用、绿色修建、便携式电源等方面具有宽广的使用远景。

  跟着太阳能电池的功率不断提高,新式太阳能电池技能的研讨不断推动,太阳能光伏工业的未来远景宽广。在不远的将来,太阳能光伏发电将占有国际动力消费的重要座位。估计到2030年,可再生动力在总动力结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在国际总电力供应中的占比也将到达10%以上;到2040年,可再生动力将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生动力在动力结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。


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