廣告
科技日?qǐng)?bào)記者 張曄
提到光伏發(fā)電，大家首先想到的可能是茫茫戈壁灘上成千上萬塊太陽(yáng)能電池板組成的矩陣。多年來，常人對(duì)它的印象非?！翱贪濉保阂?yàn)榫Ч桦姵亟M件真的像塊“玻璃板”，又重又厚，還非常脆，極易破碎。
有沒有一種既能保持高效發(fā)電，還能隨意彎曲的薄膜型晶硅太陽(yáng)能電池？江蘇科技大學(xué)、隆基綠能科技股份有限公司、澳大利亞科廷大學(xué)三方合作，日前在國(guó)際上首次制造出高柔韌性、高功率重量比的晶硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。相關(guān)研究成果在國(guó)際期刊《自然》上發(fā)表。
能隨意彎曲的薄膜型晶硅太陽(yáng)能電池。江蘇科技大學(xué)供圖
薄膜晶硅電池實(shí)現(xiàn)兩大技術(shù)突破
近年來，我國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅猛，太陽(yáng)能電池技術(shù)的發(fā)展也受到越來越多的關(guān)注。
目前，太陽(yáng)能電池可分為兩類：晶硅電池、薄膜電池。晶硅太陽(yáng)能電池以硅為主要材料，是目前最為成熟、應(yīng)用最廣的光伏發(fā)電技術(shù)，全球晶硅電池市占率達(dá)90%以上。薄膜電池又分為銅銦鎵硒、碲化鎘、鈣鈦礦、砷化鎵等不同材料類型。目前薄膜電池存在發(fā)電效率低、壽命短等缺點(diǎn)，距離規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展仍有一段距離。
江蘇科技大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)李陽(yáng)教授介紹，晶硅電池經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，正面臨兩大技術(shù)瓶頸：一是大面積的晶硅電池光電轉(zhuǎn)換效率難以突破26%；二是目前較為先進(jìn)的晶硅電池，其厚度一般在150微米至180微米，難以應(yīng)用于海面漂浮式光伏、曲面屋頂、衛(wèi)星、空間站等對(duì)材料重量或柔韌性要求較高的場(chǎng)景。
“從2019年起，我們開始研發(fā)兼具高轉(zhuǎn)換效率、大面積、重量輕、柔韌性好、低成本等特性的晶硅太陽(yáng)能電池?！崩铌?yáng)說，想讓晶硅電池變薄變軟，必須把晶圓襯底厚度降下來。
晶硅太陽(yáng)能電池為“三明治”結(jié)構(gòu)，中間是晶圓襯底，上下分別覆蓋著鈍化層、摻雜接觸層、導(dǎo)電層等，其中晶圓襯底厚度占到電池厚度的99%以上。針對(duì)上述問題，李陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)與隆基中央研究院徐希翔博士團(tuán)隊(duì)開展了聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)。
經(jīng)過努力，他們研發(fā)的晶圓最薄達(dá)50微米，并開發(fā)出表界面鈍化、摻雜接觸生長(zhǎng)等新技術(shù)新工藝，使57～125微米厚的電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了破紀(jì)錄的26.06%~26.81%。其中57微米厚的晶硅異質(zhì)結(jié)電池功率重量比達(dá)到了1.9瓦/克，曲率半徑19毫米，功率重量比是市面現(xiàn)有產(chǎn)品的2—3倍。
應(yīng)用場(chǎng)景極大拓展
傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)能電池因其厚重、不能彎曲，只能制成平板式組件，以矩陣形式組成集中或分布式發(fā)電場(chǎng)。而對(duì)于航空航天、曲面屋頂、穿戴式電子產(chǎn)品等應(yīng)用場(chǎng)景，因其對(duì)重量、柔性有較高要求，大多使用薄膜太陽(yáng)能電池。
“過去，提到薄膜太陽(yáng)能電池，人們通常想到的是非晶硅或者有機(jī)太陽(yáng)能電池。但是，我們研發(fā)的晶硅電池比A4紙還薄，可以彎曲成一個(gè)卷，而且比薄膜電池更薄，比傳統(tǒng)晶硅電池更高效?！崩铌?yáng)告訴記者。
以航空航天飛行器為例，其對(duì)重量要求極為嚴(yán)苛，過去一直使用薄膜太陽(yáng)能電池，但薄膜電池成本高昂、使用壽命短，并不能很好地滿足商用要求。
新型薄膜型晶硅電池，厚度比傳統(tǒng)電池減少一半，重量與硅料成本也隨之降低。最重要的是它實(shí)現(xiàn)了大曲率的柔韌性，“目前，除了不能對(duì)折，它可以彎曲成任意的弧度，大大拓展了晶硅電池的應(yīng)用范圍?！崩铌?yáng)說。
據(jù)悉，新型薄膜型晶硅電池已在隆基綠能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；圃旌蜕虡I(yè)化應(yīng)用。李陽(yáng)表示，他們還在繼續(xù)嘗試制造更輕柔、更高效的晶硅電池，或許有一天，晶硅電池可以像膠卷一樣便攜。
責(zé)任編輯： 孫瑩本文鏈接：http://www.3ypm.com.cn/news-2-2907-0.html我國(guó)研制出比A4紙還薄的晶硅太陽(yáng)能電池
聲明：本網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻(xiàn)，不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。天上不會(huì)到餡餅，請(qǐng)大家謹(jǐn)防詐騙！若有侵權(quán)等問題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。
點(diǎn)擊右上角
微信好友
朋友圈
點(diǎn)擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“
”按鈕
點(diǎn)擊右上角
QQ
點(diǎn)擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“”按鈕
