我是技術創造者
太陽能發電具有許多優點,例如不消耗地球資源,不造成環境汙染。 目前應用最廣泛的太陽能電池是單晶矽,因為這種材料的能量轉換效率最高,矽在地球上隨處可見,但這種材料並不完美,它非常脆弱,如果稍微彎曲,或者被輕微的衝擊運輸,它就會斷裂。
為了弄清楚單晶矽片是如何斷裂的,科學家們使用了每秒可連續拍攝100萬張影象**的超高速相機來拍攝矽片斷裂的整個過程。 他們發現,單晶矽片從微觀的凹槽開始,單晶矽片的表面非常光滑,可以反射大部分光線,為了提高它們吸收光的效率,製造商會用化學溶劑處理矽片,使它們表面出現微小的金字塔狀突起,而這些金字塔之間的凹槽是它們的致命弱點。 不僅如此,科學家們還發現,斷裂總是從單晶矽片的邊緣開始,因此他們認為,簡單地改變單晶矽片邊緣凹槽的形狀可以使矽片更堅固。 單晶矽太陽能電池在彎曲應力作用下的斷裂總是從單晶矽片邊緣的“V”形溝槽開始,這一區域被定義為矽片的“機械缺陷”。 研究團隊創新性地開發了一種邊緣倒圓技術,將矽片表面和邊緣側面的尖銳“V”形凹槽加工成光滑的“U”形凹槽,以改變介尺度的結構對稱性。 後續分析結果表明,單晶矽的“脆性”斷裂行為轉化為“彈塑性”二次剪下帶的斷裂行為。
該團隊開發了一種邊緣加工技術,將數十片晶圓堆疊在一起,然後使用酸性溶液腐蝕晶圓的邊緣,將邊緣鋒利的微槽變成光滑的U型槽,不影響晶圓的整體效能,降低破損的概率。 實驗中加工的60微公尺厚的單晶矽太陽能電池可以像A4紙一樣摺疊,即使摺疊1000次後也可以包裹成圓柱形。 該電池的研製成功,標誌著太陽能電池領域的重大突破。
可折疊太陽能電池是一種新型的太陽能電池,其特點是像紙一樣彎曲和摺疊,使其具有極強的靈活性和便攜性。 隨著這種電池的問世,太陽能電池不再侷限於固定的形狀和尺寸,而是可以適應更多的應用場景,如背包、帳篷、汽車、帆船甚至飛機。 可折疊太陽能電池可以在許多行業發揮作用,不僅可以在建築物、背包、帳篷、汽車、帆船甚至飛機上,為房屋、各種可攜式電子和通訊裝置、車輛等提供光潔能,還可以在可穿戴電子、移動通訊、車載移動能源、光伏建築一體化、航空航天等領域發揮作用。
總的來說,可折疊太陽能電池的出現無疑為太陽能電池的應用開闢了一條新的路徑,對促進太陽能電池的普及應用具有重要意義。 同時,隨著科學技術的不斷進步,相信未來會出現更多創新的技術和產品,為人類社會的可持續發展做出貢獻。