晶硅太陽能電池可彎折？沒錯(cuò)！這項(xiàng)突破性成果在國(guó)際頂刊《自然》發(fā)表

湖南日?qǐng)?bào)5月25日訊（全媒體記者 余蓉 通訊員 葉正芳）晶硅太陽能電池是目前最廣泛應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)的太陽能電池。因其本征“脆性”，長(zhǎng)期受限于航空航天等應(yīng)用場(chǎng)景。日前，我國(guó)科學(xué)家研制出可以像紙片一樣彎折且不易斷裂的柔性晶硅太陽能電池，其成果于北京時(shí)間5月24日晚在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)雜志《自然》以封面文章形式刊發(fā)。這一研究成果將突破性拓展晶硅太陽能電池在空間應(yīng)用、綠色建筑、車載移動(dòng)能源等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，或可帶來大規(guī)模柔性太陽能電池的爆炸式增長(zhǎng)。

據(jù)論文共同通訊作者、長(zhǎng)沙理工大學(xué)“湖湘學(xué)者”特聘教授劉小春介紹，晶硅太陽能電池以晶硅為基體材料，當(dāng)外界向其施加應(yīng)力時(shí)容易碎裂。輕質(zhì)、高效、可大角度彎折的硅片在以前幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。

第一通訊作者和第一作者、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所副研究員、長(zhǎng)沙理工大學(xué)客座教授劉文柱創(chuàng)新性地采用硝酸/氫氟酸化學(xué)鈍化法和等離子體各向同性刻蝕方法，制備出可大角度彎折的太陽能電池模組。劉小春團(tuán)隊(duì)則采用先進(jìn)的雙球差校正透射電子顯微鏡（以下簡(jiǎn)稱TEM）表征技術(shù)，揭示了單晶硅片變“柔”的微觀機(jī)理。

“我們觀察到傳統(tǒng)晶硅太陽能電池表面呈金字塔谷的應(yīng)力集中現(xiàn)象。金字塔谷是造成應(yīng)力集中和失效的根源，但對(duì)晶硅材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)鈍化處理可改變硅基片的斷裂方式。從而讓其斷裂需要消耗更多能量?！眲⑿〈赫f。

太陽能電池硅基片金字塔尖和塔谷進(jìn)行鈍化處理前后形貌對(duì)比：（A）處理前，（B）處理后，以及（C）可彎曲柔性硅基片及太陽能電池實(shí)物圖

鈍化處理前后太陽能電池片彎曲變形斷裂形貌，及斷裂面下方原子尺度結(jié)構(gòu)和幾何相位分析應(yīng)變分布：鈍化處理前（a,c,e,f）與鈍化處理后（b,d,g,h）

基于上述技術(shù)，其面積240平方厘米、光電轉(zhuǎn)化效率超24%、柔性可折疊的硅太陽能電池性能穩(wěn)定，即使經(jīng)過雙面對(duì)折彎曲測(cè)試1000次后，功率仍然保持100%。當(dāng)前，這一柔性太陽能電池板已規(guī)?；瘧?yīng)用于南極科考站可再生能源供電系統(tǒng)等領(lǐng)域。展望未來，這一技術(shù)的突破將極大拓展太陽能光伏的應(yīng)用場(chǎng)景，更好服務(wù)于國(guó)家重大工程。

本工作研發(fā)的柔性硅太陽能電池成功應(yīng)用于我國(guó)南極科考站供電系統(tǒng)：羅斯海新站和泰山站

原創(chuàng)性、高水平科技成果產(chǎn)出，離不開跨領(lǐng)域科學(xué)家群體的密切合作與智力融合。劉小春基于自身在材料微觀表征與定量化分析領(lǐng)域的科研優(yōu)勢(shì)，身體力行實(shí)踐這一合作發(fā)展理念，倡議并聯(lián)合近百位科學(xué)家，著力探索由科學(xué)家主導(dǎo)的新型科研創(chuàng)新發(fā)展模式。本次在《自然》雜志上發(fā)表的柔性硅太陽能電池原創(chuàng)性科研成果，正是這一科研創(chuàng)新合作理念的有力產(chǎn)出，由來自長(zhǎng)沙理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、中國(guó)科學(xué)院航空航天信息研究所、通威太陽能（四川）有限公司和上海科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)外20家科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的47名科學(xué)家、企業(yè)家共同完成。

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、張江國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和長(zhǎng)沙理工大學(xué)科研啟動(dòng)資金的支持。