Article
エネルギー科学：縁部を鈍くした折り畳み可能なシリコンウエハーを用いたフレキシブル太陽電池
Nature 617, 7962 doi: 10.1038/s41586-023-05921-z
フレキシブル太陽電池は、軽量で耐衝撃性があり自己給電が可能なため、建物に組み込んだ太陽光発電やウエアラブルエレクトロニクスでの応用に大きな市場潜在力がある。シリコン系太陽電池は、大規模な発電所での使用において成功を収めてきた。しかし、50年以上にわたる取り組みにもかかわらず、フレキシブルシリコン太陽電池の開発は、その剛性のために目立った進展が見られていない。今回我々は、折り畳み可能な大面積シリコンウエハーを作製してフレキシブル太陽電池を製造する戦略を示す。テクスチャー加工された結晶シリコンウエハーでは常に、ウエハーの縁領域の表面ピラミッドの間にある鋭い溝から亀裂が始まる。この事実から、シリコンウエハーの縁領域のピラミッド構造を鈍くすることによって、シリコンウエハーの柔軟性を向上させることが可能になった。この縁部鈍化技術により、1枚の紙と同じように巻くことができる、大面積（240 cm2以上）かつ高効率（24％以上）のシリコン太陽電池の商業生産が可能になった。この太陽電池は、左右への1000回の曲げサイクルの後でも100％の電力変換効率を維持した。また、これらの電池は大面積（1万cm2以上）のフレキシブルモジュールに組み立てた後、120時間にわたる−70°Cと85°Cの間での熱サイクルの後でも、99.62％の電力を維持した。さらに、これらの電池は、柔軟なガス袋に装着して、暴風のさなかに吹く風をモデル化した気流に20分間さらした後でも、96.03％の電力を維持した。
