太阳能发电具有许多优点,比如不用消耗地球资源,也不会造成环境污染。目前使用最广泛的太阳能电池是单晶硅,因为这种材料的能量转化效率最高,而且硅在地球上随处可见。
但这种材料并不完美,它非常脆弱,稍微弯曲一下,或者运输时受到轻微震动都有可能断裂。最近,中国科学家找到了一种方法,可以避免太阳能电池板断裂。
为了弄清楚单晶硅片是如何断裂的,中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科学家利用一秒可以连续拍摄100 万张照片的超高速相机,拍摄了硅片断裂的全过程。他们发现,单晶硅片断裂都是从一些“V”型凹槽开始的。
单晶硅片的表面本身非常光滑,所以会反射大部分光,为了提高它们吸收光的效率,制造商会把硅片放入化学溶剂里进行处理,让它们表面出现微小的“金字塔”一样的突起。而这些“金字塔”之间的凹槽正是它们的致命弱点。不仅如此,科学家还发现,断裂总是从单晶硅片的边缘开始的。
于是,他们想到,只要改变单晶硅片边缘的凹槽形状就可以让硅片变得更强韧。由此,这个团队开发出了一种边缘处理技术。他们将几十块硅片摞在一起,然后利用酸性溶液腐蚀硅片边缘,将边缘尖锐的“V”型凹槽处理成平滑的“U”型凹槽。这样既不会影响硅片的整体性能,又降低了断裂的概率。
实验中,处理后的 60 微米厚的单晶硅太阳能电池可以像 A4 纸一样进行折叠,还能环绕成圆柱状,甚至在折叠1000 次后也能正常使用。
- 上一篇:3D打印食物可行吗?
- 下一篇:如何打印人造心脏?