本報記者 葉 真
“在《自然》雜志上發(fā)表我們的柔性硅太陽能電池最新成果沒多久，相關(guān)部門就積極牽線搭橋，學(xué)校與企業(yè)‘強強聯(lián)合’，成果在一年內(nèi)就已經(jīng)落地！”見到記者時，江蘇科技大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院副院長、晶硅太陽能電池團隊李陽教授興奮地說道。近日，團隊又有了新的產(chǎn)學(xué)研成果——新型非摩擦切割超薄單晶硅片生產(chǎn)技術(shù)即將被裝配到生產(chǎn)線，用于超薄單晶硅片的大規(guī)模生產(chǎn)和全球首款高效柔性晶硅太陽能電池量產(chǎn)，實現(xiàn)該領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。
在江蘇科技大學(xué)的實驗室里，記者見到了這款全新的太陽能電池原材料超薄單晶硅片。只見一張銀色的硅“紙”，厚度在50微米左右，能夠彎曲，甩動起來不會斷裂，還會發(fā)出“嘩啦啦”的聲音。當(dāng)它們被貼附在不規(guī)則外表的航空航天器、無人機和建筑外墻上成為“皮膚”時，這些產(chǎn)品每天“曬著太陽”就可以“輕松”充電。
“光伏行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈很長，首先是原料單晶硅片，加工后成為太陽能電池，之后還有組件和場景應(yīng)用。”李陽告訴記者，目前，光伏行業(yè)面臨的瓶頸之一，就是硅片的切割與減薄已經(jīng)不適應(yīng)新型超薄柔性單晶硅電池的發(fā)展。一般而言，傳統(tǒng)的單晶硅片加工方式是這樣的——將多晶硅顆粒加熱到1450℃以上，待其熔化后，通過直拉法獲得單晶硅錠，再進(jìn)行切割，最終得到130微米左右的硅片。但是，柔性半導(dǎo)體、柔性光伏有時需要的是30—50微米的超薄硅片。怎樣讓硅片再薄一點呢？目前超薄硅片生產(chǎn)方法是將130微米左右的成品硅片再次進(jìn)行化學(xué)刻蝕，直到達(dá)到理想厚度。這樣的超薄硅片雖然已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，但依舊存在著需要多次成形、生產(chǎn)效率較低、能耗較大等問題。
“為了提升效率、擴大產(chǎn)能，我們團隊成功概念驗證了新型非摩擦切割超薄單晶硅片生產(chǎn)技術(shù)。也就是說，可以直接從生產(chǎn)線上產(chǎn)出30—50微米的超薄硅片，一次成形，生產(chǎn)能耗與成本能降低50%以上！”提及這種創(chuàng)新的工藝方法，李陽告訴記者，正是初代產(chǎn)品走向生產(chǎn)線，讓團隊意識到超薄硅片生產(chǎn)方式改良的緊迫性。
江蘇科技大學(xué)副校長葉永林告訴記者，去年12月，項目團隊首次獲得了2000萬元的江蘇省科技重大專項支持資金，學(xué)校正積極與省內(nèi)龍頭光伏企業(yè)攜手，促成采用新型非摩擦切割超薄單晶硅片生產(chǎn)技術(shù)的生產(chǎn)線盡快投產(chǎn)?！邦A(yù)計未來3到5年，全球首款高效柔性晶硅太陽能電池系列產(chǎn)品將實現(xiàn)量產(chǎn)，陸續(xù)走向成熟的商品市場，助力我省打造世界級光伏高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)業(yè)集群。”
