我是技术创造者
太阳能发电具有许多优点,例如不消耗地球资源,不造成环境污染。 目前应用最广泛的太阳能电池是单晶硅,因为这种材料的能量转换效率最高,硅在地球上随处可见,但这种材料并不完美,它非常脆弱,如果稍微弯曲,或者被轻微的冲击运输,它就会断裂。
为了弄清楚单晶硅片是如何断裂的,科学家们使用了每秒可连续拍摄100万张图像**的超高速相机来拍摄硅片断裂的整个过程。 他们发现,单晶硅片从微观的凹槽开始,单晶硅片的表面非常光滑,可以反射大部分光线,为了提高它们吸收光的效率,制造商会用化学溶剂处理硅片,使它们表面出现微小的金字塔状突起,而这些金字塔之间的凹槽是它们的致命弱点。 不仅如此,科学家们还发现,断裂总是从单晶硅片的边缘开始,因此他们认为,简单地改变单晶硅片边缘凹槽的形状可以使硅片更坚固。 单晶硅太阳能电池在弯曲应力作用下的断裂总是从单晶硅片边缘的“V”形沟槽开始,这一区域被定义为硅片的“机械缺陷”。 研究团队创新性地开发了一种边缘倒圆技术,将硅片表面和边缘侧面的尖锐“V”形凹槽加工成光滑的“U”形凹槽,以改变介尺度的结构对称性。 后续分析结果表明,单晶硅的“脆性”断裂行为转化为“弹塑性”二次剪切带的断裂行为。
该团队开发了一种边缘加工技术,将数十片晶圆堆叠在一起,然后使用酸性溶液腐蚀晶圆的边缘,将边缘锋利的微槽变成光滑的U型槽,不影响晶圆的整体性能,降低破损的概率。 实验中加工的60微米厚的单晶硅太阳能电池可以像A4纸一样折叠,即使折叠1000次后也可以包裹成圆柱形。 该电池的研制成功,标志着太阳能电池领域的重大突破。
可折叠太阳能电池是一种新型的太阳能电池,其特点是像纸一样弯曲和折叠,使其具有极强的灵活性和便携性。 随着这种电池的问世,太阳能电池不再局限于固定的形状和尺寸,而是可以适应更多的应用场景,如背包、帐篷、汽车、帆船甚至飞机。 可折叠太阳能电池可以在许多行业发挥作用,不仅可以在建筑物、背包、帐篷、汽车、帆船甚至飞机上,为房屋、各种便携式电子和通信设备、车辆等提供光洁能,还可以在可穿戴电子、移动通信、车载移动能源、光伏建筑一体化、航空航天等领域发挥作用。
总的来说,可折叠太阳能电池的出现无疑为太阳能电池的应用开辟了一条新的路径,对促进太阳能电池的普及应用具有重要意义。 同时,随着科学技术的不断进步,相信未来会出现更多创新的技术和产品,为人类社会的可持续发展做出贡献。