太陽電池也可以彎曲折疊?中國科學家給出肯定的答案。近日，記者從上海市科學技術委員會了解到，中國科學院上海微系統與信息技術研究所(以下簡稱“中科院上海微系統所”)成功開發出柔性單晶硅太陽電池技術，讓60微米厚度的單晶硅太陽電池可以像A4紙一樣進行折疊操作，最小彎曲半徑達到5毫米以下，并且可以進行重復彎曲。5月24日，該成果以封面文章的形式在國際學術期刊《自然》雜志上發表。

　　單晶硅太陽電池具有轉換效率高、使用壽命長、制備工藝完善等優點，是目前光伏市場的主產品。據中科院上海微系統所介紹，目前，單晶硅太陽電池在光伏市場的占有率上升至95%以上。然而，越輕薄的單晶硅越脆。中科院上海微系統所研究員劉正新表示，單晶硅是一種脆性材料，給它施加應力時容易碎，尤其是要把它做得更便宜、更輕薄時，它就更容易碎。大角度彎曲而不損壞的硅片在過去幾乎不可能實現，其主要原因就是硅片的力學特征限制了其柔韌性。

　　在該項研究中，中科院上海微系統所研究團隊通過高速相機觀察發現，單晶硅太陽電池在彎曲應力作用下的斷裂總是從單晶硅片邊緣處的“V”字型溝槽開始萌生裂痕的，該區域被定義為硅片的“力學短板”。根據這一現象，研究團隊創新地開發了邊緣圓滑處理技術，將硅片邊緣的表面和側面尖銳的“V”字型溝槽處理成平滑的“U”字型溝槽。

　　“對于具有表面尖銳‘V’字型溝槽的太陽電池硅片斷裂行為的認識，啟發了研究團隊針對硅片邊緣區域進行形貌改變，我們將尖銳‘V’字型溝槽處理成圓滑‘U’字型溝槽，從而讓彎曲應變能夠有效分散，有效抑制了應變斷裂行為，提升了硅片的柔韌性，最終實現了高效、輕質、柔性的單晶硅太陽電池。”中科院上海微系統所副所長狄增峰說。

　　據介紹，基于該技術，60微米厚的單晶硅太陽電池可以像A4紙一樣進行折疊操作，最小彎曲半徑達到5毫米以下，也可以進行重復彎曲，彎曲角度超過360度。在柔韌性增強的同時，還保持了太陽電池的光電轉換效率不變。

　　柔性太陽電池除了應用于地面光伏電站和分布式光伏電站外，在可穿戴電子、移動通訊、車載移動能源、光伏建筑一體化、航空航天等領域也具有巨大的發展空間。

　　據了解，目前該工藝已驗證批量生產的可行性，為輕質、柔性單晶硅太陽電池的發展提供了一條可行的技術路線。研究團隊開發的大面積柔性光伏組件已經成功應用于臨近空間飛行器、建筑光伏一體化和車載光伏等領域。

　　作者：張維佳　　來源：中國電子報、電子信息產業網