轻便柔性太阳能电池

成果编号：11749

价格：面议

完成单位：中国科学院大连化学物理研究所

单位类别：中国科学院系统院所

完成时间：2015年

成熟程度：试生产阶段

服务产业领域：能源环保、新材料

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发布人：刘生忠离线

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基于超薄（厚度小于0.1毫米）衬底的柔性薄膜太阳能电池，重量很轻，功质比（功率/质量）非常高，超过250瓦/千克，比传统晶硅电池高几十倍。该类柔性、轻便太阳能电池有以下明显优势和用途： 1. 因为柔性电池可以卷曲，易于包装、携带、搬运、安装等。 2. 没有镉、铅等有毒元素，便于家庭、随身携带、建筑等用途。 3. 使用低温工艺，无污染。 4. 使用硅基材料，没有稀有元素，原料来源丰富，原材料成本低。不仅如此，以超薄不绣钢箔衬底的薄膜太阳能电池机械强度高，防水、防火，是理想的屋顶建筑材料。这样，即发电、有替代了其它屋顶、特别是野外屋顶建筑材料，有效降低了整体成本。野外作业需要电力,轻便柔性太阳能电池是最理想的选择。水上工作需要电力，轻便柔性太阳能电池是最理想的选择。轻便柔性太阳能电池特别适用于个人携带，用于野外作业等。薄膜电池有很好的弱光性能，即使阴天也能保证较高的电力输出。如将不锈钢基底改为更轻的高分子材料，可进一步减轻重量，提高功质比到超过1000瓦/千克，是空间和近空间用途的理想选择。与超薄柔性陶瓷锂电池结合的一体化的太阳能电池，则可以实现全天候的用电需求。

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成果介绍

科技计划：

成果形式：新技术、新产品、新材料

合作方式：技术转让、技术开发、技术服务

参与活动：

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 3 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

成果概况

创新要点

应用创新: 本项目产品可取代部分建筑材料，广泛用于光伏建筑；以超薄不绣钢箔衬底的薄膜太阳能电池机械强度高，防水、防火，是理想的屋顶建筑材料。野外作业需要电力,轻便柔性太阳能电池是最理想的选择。水上工作需要电力，轻便柔性太阳能电池是最理想的选择。轻便柔性太阳能电池特别适用于个人携带，用于野外作业等。本产品还可与智能转换设备相结合，广泛用于包括智能手机、平板电脑、可穿戴智能装备等智能终端产品中。薄膜电池有很好的弱光性能，即使阴天也能保证较高的电力输出。使用更轻的高分子材料，可进一步减轻重量，提高功质比到超过1000瓦/千克，是空间和近空间用途的理想选择。与超薄柔性陶瓷锂电池结合的一体化的太阳能电池，则可以实现全天候的用电需求。技术创新：类似太阳能电池的电极材料一般采用铟锡氧化物，材料成本高，本项目采用特别氧化锌材料，生产成本低。本项目电池n层结构一般采用n-a-Si：H薄膜，本项目采用n-nc-SiOx:H薄膜，取代n-a-Si：H薄膜，进而减小本征层厚度，减小电池衰减。本项目采用改进VHF技术实现超高速、高质量薄膜沉积。

主要技术指标

本项目产品的工作原理是光生伏特效应，太阳光被电池材料吸收后转换为电子和空穴，并通过PN结将电子和空穴分离，从而将太阳光直接转换成电能。本项目产品选用的材料是原料丰富、无毒无污染的硅薄膜材料，通过优化工艺，制备不同结构硅薄膜材料，实现太阳能光谱300-1100nm范围内的宽光谱吸收，最大限度利用太阳能，从而实现电池的高转换效率。本项目的核心制造技术是PECVD技术，即在真空腔室中低温分解硅烷、氢气等反应气体，实现在不锈钢等柔性轻便衬底上沉积硅薄膜太阳能电池，从而实现生产过程的低能耗及产品的环保性能，同时产品还具有可折叠弯曲、轻便、便于携带等优势。本项目采用改进VHF技术实现超高速、高质量薄膜沉积。本项目最终产品主要性能指标如下：基元产品尺寸：350x250x1mm 基元产品功率：12W 基元最大输出电流:8A 基元最大开路电压:2.2 最终产品可根据应用需要组合实现。

其他说明

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