《柔性太陽能電池器件的結構最佳化和疲勞分析》是依託西南交通大學，由師明星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：柔性太陽能電池器件的結構最佳化和疲勞分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：師明星
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基底加島體的結構化設計使得柔性太陽能電池器件具有良好的延展性。然而該設計在變形隔離上有特殊的島體高度選擇性，而且基體變形通過泊松效應對電池模組產生彎曲變形。保護膜的平板設計使得其厚度必須在抑制電池模組的彎曲變形（增加厚度）和降低界面剪應力（減小厚度）之間作出兩難選擇。這些設計中的不足不僅限制柔性太陽能電池器件的延展性，界面剪應力的存在也對電池器件的使用壽命產生負面影響。因此，本項目提出基底、島體和連線二者柱體的最佳化基體結構化，並對保護膜進行結構化設計，減小粘接面積，結合數值模擬、理論分析和實驗測試來實現具有最佳變形隔離效應的整體設計方案。同時建立界面強度的疲勞損傷理論模型，通過有限元計算和實驗測試來研究電池器件的疲勞性能。本項目的研究成果將充分增加柔性太陽能器件的延展性，顯著提高其疲勞壽命。該研究不僅具有重要的科學意義，而且有助於加速促進柔性太陽能電池器件的實際研發和套用。
結題摘要
該課題以柔性電子太陽能電池的彈性基底為研究對象，主要探討在保持器件整體功能性的前提下基底的最佳化設計，以提高器件的延展性和柔韌性。為此，我們分別從模擬和實驗開展相關研究工作。通過有限元模擬計算與分析，我們發現在所提出的襯底-立柱-島體的基底最佳化設計中，中間立柱的寬度對變形隔離效應有非常重要的影響，立柱-島體整體的高度對變形隔離效應有影響。此外，對於界面的損傷累積與破壞理論模型已經建立，數值模擬工作還在進行當中。在實驗方面，我們已經成功製備出這種三層複合結構基底，目前正在研發基於這種最佳化基底的電子設備，如柔性LED顯示器、柔性感測器等。
