通威参研超薄柔性太阳电池技术!像纸一样卷起来
近期，中国光伏企业研究人员公布了一项用于柔性太阳电池的大规模可折叠硅片制造技术。
5月24日，通威太阳能宣布公司参与开发的柔性单晶硅太阳电池技术在顶级学术期刊《Nature》发表，并被选为当期的封面，代表公司在超薄柔性单晶硅太阳电池技术开发上取得了新的突破性进展。
研究发现，在硅片边缘区域，绒面晶硅片总是会从表面金字塔之间的尖锐通道处开始开裂，这使研究人员能够通过钝化边缘区域的金字塔结构来改善硅片的柔韧性。
将160微米硅片的厚度减少到60微米可以提供与一张纸相仿的柔韧性，但这并不适合制造太阳电池，因为超过30%的入射阳光会被光泽的表面所反射。在晶硅表面对微观金字塔进行化学绒面处理已被广泛用作将反射率降至10%以下的有效策略。
研究人员利用边缘钝化技术，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，使单晶硅的“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。
该技术方案可以显著提升硅片的“柔韧性”，在此技术方案下，中科院上海微系统与信息技术研究所的新能源技术研究中心团队商业化生产了超过240平方厘米的电池，这些电池的硅含量超过24%，可以像一张纸一样卷起来，最小弯曲半径达到5毫米以下；也可以进行重复弯曲，弯曲角度超过360度。在经过1000次侧向弯曲循环后，这些电池仍然保持着100%的功率转换效率。
据介绍，组装成大型（>10000平方厘米）柔性组件在-70°C-85°C温度下热循环120小时后，电池仍保持了99.62%的功率。在暴露于模拟暴风雨期间的气流中20分钟后，它们也保持了96.03%的功率。
这些研究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。