中国在难度极高的科技行业领先世界打造“比A4纸还薄”的产品

Leo专属报道，中国研究人员利用新技术解决了太阳能电池领域多年来的难题，使电池变得轻薄、可弯曲。在一项新的研究中，一组中国科学家创造了有史以来最薄的太阳能电池，该电池由类似纸的材料制成，具有柔韧性，可以将光转化为电能，而且不会降低性能。

来自中国的新型太阳能电池技术

硅太阳能电池是全球太阳能电源的支柱，约占太阳能电池市场份额的95%。随着生产成本和常规发电量的下降，太阳能电池变得越来越受欢迎。中国科技报援引江苏科技大学教授李阳本周早些时候的话说，由硅片制成的晶体硅太阳能电池是最好、应用最广泛的光伏发电类型。“但他们面临两大技术瓶颈。”

缺点之一是大面积硅电池的电能转换效率仍局限于26%；另一个障碍是光伏电池的厚度——通常为150至180微米（0.15 毫米至 0.18 毫米），使其难以用于需要轻质和柔性材料的应用，例如弯曲屋顶、卫星和空间站。

例如，飞机是对重量要求极其严格的交通工具，因此专门使用薄膜太阳能电池。但李表示，它们价格昂贵，寿命短，不适合商业需求。李和他的合作者开发的柔性硅太阳能电池比传统电池更薄、更轻，并且具有高能源效率，将是最有效的替代方案。

“我们开发了薄至 50 微米的晶体硅电池——比 A4 纸还薄——可以弯曲成卷，并且比传统光伏电池效率更高。”这项研究于1月31日发表在《自然》杂志上，是来自JUST、西安隆基绿能科技公司和澳大利亚科廷大学科学家的共同努力。

晶体硅太阳能电池具有被称为“三明治”的结构，这意味着它们的晶圆基板（中间层）占电池厚度的 99% 以上。世界各地的科学家一直在使用各种方法来开发更轻、更灵活、更高效且具有商业可行性的太阳能电池。

超薄太阳能电池

去年5月，来自长沙理工大学上海微系统与信息技术研究所以及阿卜杜拉国王科技大学计算机科学与工程、电学和数学系的一组科学家宣布，开发出厚度仅为 60 微米、可以像纸一样折叠的硅太阳能电池。但中国队走得更远。《自然》杂志表示：“减薄晶圆层不仅可以减轻重量和成本，还可以促进电荷迁移和分离。”

然而，使晶圆变得越来越薄往往会以效率为代价——薄硅太阳能电池将阳光转化为电能的效率往往低于较厚硅太阳能电池。在中国的研究中，作者表示，以前的薄晶体硅电池（厚度不到 150 微米，采用传统技术生产）的功率转换效率 (PCE) 为 23.27% 至 24.7%。

然而，在这项研究中，科学家们创造了五种厚度从55微米到130微米不等的薄电池，所有这些电池的PCE都大于26%。这些超薄太阳能电池还可以弯曲。“虽然它不能对折，但它可以弯曲成任何角度”。李说，并指出这一特性将大大扩展晶体硅电池的应用范围。

太阳能电池的多功能性将增加应用的可能性，包括在航空航天、热气球、无人机和智能设备中的应用。李说，研究人员正在努力开发更灵活、更高效的晶体硅电池，有一天它可以像一卷薄膜一样弯曲。

感谢您关注本次Leo专属最新新闻！请收藏我们的网站以获取更多精彩的报道和动态。