科技信息: 硅太陽能電池的靈活思維

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如果將晶硅太陽能電池板應用于可伸縮的可穿戴電子產品或柔性機器人皮膚，其效果與用作剛性屋頂面板的效果一樣好。KAUST的研究人員設計了一種將剛性硅轉化為太陽能電池的方法，這種電池可以拉伸創紀錄的95%，同時保持19%的高太陽能捕獲效率。

盡管許多新的太陽能材料正在被調查，硅仍然是光伏產業的最愛。Muhammad Mustafa Hussain實驗室的博士后研究員Nazek El-Atab說：“單晶硅由于成本低、無毒、可靠性好、效率好、制造工藝成熟，仍然是光伏行業的首選材料。”

硅的一個缺點，在某些應用中，是它的剛性，不像一些薄膜太陽能電池。然而，這些柔性電池要么由低成本、低效率的有機材料組成，要么由更高效但非常昂貴的無機材料組成。侯賽因和他的團隊現在已經朝著通過開發低成本、高效率、硅基彈性太陽能電池來克服這一限制邁出了重要一步。

關鍵步驟是采取一個商業上可用的硬質硅面板，并在面板的背面涂上一種高度可伸縮、廉價、生物相容性的彈性體E coflex。然后，研究小組用激光將剛性電池切割成多個硅島，這些硅島由彈性體支撐在一起。每個硅島仍然與其鄰居電連接，通過交錯的反向接觸，運行靈活的太陽能電池的長度。

研究小組最初制作了矩形硅島，可以延伸到54%左右，侯賽因說。“超過這個值，拉伸的應變導致脆性硅島內的對角線裂紋，”他說。研究小組嘗試了不同的設計，以進一步推動可伸縮性，注意到他們移除的每一片硅都減少了可用于光捕獲的面積。研究小組先嘗試了一種鉆石圖案，然后在三角形上定居下來.侯賽因說：“利用三角模式，我們實現了世界紀錄的延展性和效率。

研究小組計劃將這種有彈性的硅太陽能材料應用于Hussain實驗室開發的多感官人造皮膚。制造彈性更大的太陽能電池板也是一個目標。侯賽因說：“已證實的太陽能電池主要可以向一個方向伸展——與交錯的反向接觸網格平行。”“我們正在努力提高多向拉伸能力。”