科技信息: 硅太阳能电池的灵活思维

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如果将晶硅太阳能电池板应用于可伸缩的可穿戴电子产品或柔性机器人皮肤，其效果与用作刚性屋顶面板的效果一样好。KAUST的研究人员设计了一种将刚性硅转化为太阳能电池的方法，这种电池可以拉伸创纪录的95%，同时保持19%的高太阳能捕获效率。

尽管许多新的太阳能材料正在被调查，硅仍然是光伏产业的最爱。Muhammad Mustafa Hussain实验室的博士后研究员Nazek El-Atab说：“单晶硅由于成本低、无毒、可靠性好、效率好、制造工艺成熟，仍然是光伏行业的首选材料。”

硅的一个缺点，在某些应用中，是它的刚性，不像一些薄膜太阳能电池。然而，这些柔性电池要么由低成本、低效率的有机材料组成，要么由更高效但非常昂贵的无机材料组成。侯赛因和他的团队现在已经朝着通过开发低成本、高效率、硅基弹性太阳能电池来克服这一限制迈出了重要一步。

关键步骤是采取一个商业上可用的硬质硅面板，并在面板的背面涂上一种高度可伸缩、廉价、生物相容性的弹性体E coflex。然后，研究小组用激光将刚性电池切割成多个硅岛，这些硅岛由弹性体支撑在一起。每个硅岛仍然与其邻居电连接，通过交错的反向接触，运行灵活的太阳能电池的长度。

研究小组最初制作了矩形硅岛，可以延伸到54%左右，侯赛因说。“超过这个值，拉伸的应变导致脆性硅岛内的对角线裂纹，”他说。研究小组尝试了不同的设计，以进一步推动可伸缩性，注意到他们移除的每一片硅都减少了可用于光捕获的面积。研究小组先尝试了一种钻石图案，然后在三角形上定居下来.侯赛因说：“利用三角模式，我们实现了世界纪录的延展性和效率。

研究小组计划将这种有弹性的硅太阳能材料应用于Hussain实验室开发的多感官人造皮肤。制造弹性更大的太阳能电池板也是一个目标。侯赛因说：“已证实的太阳能电池主要可以向一个方向伸展——与交错的反向接触网格平行。”“我们正在努力提高多向拉伸能力。”