完全可折叠的太阳能电池可弯曲成两半而不会破裂

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  想到太阳能电池板,人们通常会想象出一个实心的方形板块,但这项技术正变得越来越灵活,韩国釜山国立大学的工程师们开发出了可完全折叠的太阳能电池原型。刚性太阳能电池很适合贴在屋顶和巨大的太阳能农场上,但它们可以利用这种技术带来更多灵活性,以使其更容易运输,或者将该技术应用到车辆、手机、室内设备甚至衣服中。

  近年来,柔性太阳能电池在所有这些类型的应用中都显示出了希望。它们通常由石墨烯、二硒化钨或铜铟镓硒(CIGS)等薄膜材料制成,沉积在聚合物甚至纸张等柔性基材上。其结果是,太阳能电池可以像卡片一样进行有限程度的弯曲。

  但到目前为止,它们还不能完全折叠成两半而不破裂。有一些电子设备开始获得这种能力,如三星的Galaxy Fold手机(等等)可以像书本一样开合。

  "与单纯的柔性电子设备不同,可折叠设备要承受更苛刻的变形,折叠半径小到0.5毫米,"该研究的通讯作者Il Jeon教授说。"这在传统的超薄玻璃基板和金属氧化物透明导体中是不可能实现的,它们可以变得灵活,但永远无法完全折叠。"

  为了解决这一问题,研究人员转而使用单壁碳纳米管(SWNTs)制成的导电薄膜。他们将这种薄膜嵌入到聚酰亚胺基底上,然后掺入氧化钼以提高其导电性。

  最后,研究人员能够制造出厚度只有7微米的太阳能电池,可以折叠成半径只有0.5毫米的电池。它们能够承受超过10000次的折叠循环而不破裂。当然,它们作为太阳能电池的功能也不错,表现出15.2%的功率转换效率和80%的透明度。

  "所获得的结果是迄今为止报道的柔性太阳能电池中最好的一些,无论是效率还是机械稳定性都是如此。"Jeon说。

  该研究成果发表在《先进科学》杂志上。

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