近期,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所微納技術(shù)與器件研究室研究員葉長輝課題組在柔性單晶硅基微納結(jié)構(gòu)太陽電池研究方面取得新進(jìn)展,相關(guān)結(jié)果以封面論文形式發(fā)表在《納米研究》(Nano Res. 2015, 8(10), 3141-3149)上。
晶硅太陽電池憑借其成熟的制備工藝及較高的光電轉(zhuǎn)化效率,已成為目前普及程度最高的太陽電池,但是單晶硅襯底固有的剛性結(jié)構(gòu)卻限制了其在建筑一體化以及可穿戴式電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。柔性單晶硅基太陽電池具有質(zhì)輕和低廉、可折疊等特點(diǎn),對實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。
固體所研究團(tuán)隊發(fā)展了單晶硅片的減薄技術(shù),采用簡單的制備工藝,構(gòu)筑了光電轉(zhuǎn)化效率為6.3%的柔性硅金字塔微納結(jié)構(gòu)/PEDOT:PSS太陽電池。實(shí)驗(yàn)測試表明,經(jīng)不同次數(shù)的機(jī)械彎折后(彎折角為800),該電池器件開路電壓、短路電流以及填充因子等光伏特性均呈現(xiàn)優(yōu)異的穩(wěn)定性(變化率低于10%)。為柔性硅基太陽電池器件在下一代便攜式電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
上述研究得到了科技部“973計劃”、國家自然科學(xué)基金、中科院百人計劃和中科院國際創(chuàng)新團(tuán)隊項(xiàng)目的資助。
晶硅太陽電池憑借其成熟的制備工藝及較高的光電轉(zhuǎn)化效率,已成為目前普及程度最高的太陽電池,但是單晶硅襯底固有的剛性結(jié)構(gòu)卻限制了其在建筑一體化以及可穿戴式電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。柔性單晶硅基太陽電池具有質(zhì)輕和低廉、可折疊等特點(diǎn),對實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。
固體所研究團(tuán)隊發(fā)展了單晶硅片的減薄技術(shù),采用簡單的制備工藝,構(gòu)筑了光電轉(zhuǎn)化效率為6.3%的柔性硅金字塔微納結(jié)構(gòu)/PEDOT:PSS太陽電池。實(shí)驗(yàn)測試表明,經(jīng)不同次數(shù)的機(jī)械彎折后(彎折角為800),該電池器件開路電壓、短路電流以及填充因子等光伏特性均呈現(xiàn)優(yōu)異的穩(wěn)定性(變化率低于10%)。為柔性硅基太陽電池器件在下一代便攜式電子設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
上述研究得到了科技部“973計劃”、國家自然科學(xué)基金、中科院百人計劃和中科院國際創(chuàng)新團(tuán)隊項(xiàng)目的資助。
圖1. 論文被選作期刊封面
圖2. 在不同彎折次數(shù)下,柔性硅基太陽電池的光伏穩(wěn)定性