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超薄晶硅太阳电池有望提供一种高功率密度的可卷曲移动电源
访中科院宁波材料所研究员高平奇

发布时间:2018-01-08 阅读数:2780


 如今越来越多人患上了一种缺电焦虑症,手机电量少于一半就到处找插座或者向别人借充电宝,电动自行车没电了只能半途推行,电动汽车没电了就抛锚了,太阳电池好是好,但限于其功率密度不高、携带不便等不足,不能广泛应用于移动充电系统。

 近日,记者走访了中国科学院宁波材料技术与工程研究所,该所研究员高平奇在浙江省自然科学基金的资助下,基于表面微纳结构光学调制的超薄晶硅太阳电池研究项目近期通过结题验收,超薄晶硅太阳电池作为一种新型的柔性移动电源,有望成倍提高光电转换效率,在高端移动电子产品、物联网、平流层飞艇、无人机、移动通讯等领域具有非常重大的应用前景。


 高平奇研究员介绍,与传统硅片的脆性不同,单晶硅薄膜具有很好的柔性特征,基于其构建的太阳电池,可望达到与体电池一样的高效率,同时具备轻质、柔性、低成本等特点。

 本项目基于超薄晶硅物理厚度(20 微米)限制,发展了与规模化太阳电池工业兼容的、适合超薄晶硅太阳电池的表面光学工程技术,原创性地开发出一种微推注射制备聚合物小球单层膜的方法,达到3000/小时批量铺展微纳米聚合物小球掩膜的能力,可与光伏工业生产形成良好匹配。基于该掩膜制备出的新型光子晶体陷光绒面,从根本上解决了超薄晶硅对入射光吸收能力不足的问题。


 结题验收组有关专家点评:该项目率先提出绒面重构的概念,并通过湿法化学腐蚀制备出一系列具有反射率低、寄生表面积小、表面缺陷密度低等特点的先进微纳陷光结构,帮助20微米厚度超薄硅片趋近极限光吸收的效果,对推动超薄柔性晶硅太阳电池的发展起到关键作用。

 该项目实施过程中发表论文16篇,其中影响因子大于10的论文4篇。在本项目的基础上,成功申请国家自然科学基金青年和面上项目各一项,参与国家重点研发计划一项。项目负责人高平奇入选浙江省千人计划,项目组成员何坚同学获得中国科学院国家奖学金和中国科学院朱李月华优秀博士生奖学金。


 高平奇研究员具有15年半导体材料与器件、新能源材料领域研发经验,在Adv. Mater.Nano Lett.Adv. Energy Mater.ACS NanoNano Energy等期刊发表论文70余篇(其中以第一作者或通讯作者发表影响因子>10的论文9篇),引用近600次。申请专利40项(已授权10余项,PCT 2项)。以第一完成人获省部级科技进步三等奖1项。入选浙江省千人计划特聘专家。近5年主持和参与各类科研项目20余项,总经费逾2000万元,包括国家自然科学基金面上和青年项目、科技部重点研发计划和中科院装备研制等纵向项目。获得壳牌石油公司前瞻研究项目,承担宁波日地太阳能公司、宁波博威集团委托开发项目2项。


(转载自《科技金融时报》“我与科学基金”专栏,记者 金乐平;通讯员 宣晓冬)





 

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