我國科研團隊刷新大面積全鈣鈦礦光伏組件光電轉化效率世界紀錄
                發布時間:2024-02-26 閱讀:344次

                  

                  南京大學譚海仁教授課題組研制的大面積全鈣鈦礦光伏組件取得新突破,經國際權威第三方機構測試,其穩態光電轉化效率達24.5%,刷新此類組件的世界紀錄,也為后續產業化發展打下技術基礎。相關論文23日發表在國際學術期刊《科學》上。


                  據譚海仁介紹,鈣鈦礦是新型太陽能電池的重點研發方向之一。和傳統晶硅材料相比,鈣鈦礦光伏組件更輕、更薄,具有可彎曲、半透明等良好特性,應用場景更豐富。近年來,譚海仁課題組一直致力于研究鈣鈦礦,取得小面積電池光電轉化效率28%、大面積疊層組件光電轉化效率21.7%等成果。


                  “疊層組件由帶隙不同的子電池堆疊而成,窄帶隙子電池能夠吸收寬帶隙子電池吸收不了的光,理論上,疊層組件的光電轉化效率應該更高,21.7%這個結果顯然不能令人滿意?!闭撐墓餐谝蛔髡?、南京大學2019級直博生高寒告訴記者,實驗室制備的小面積電池只有1平方厘米左右,而真正具有商用價值的是組件,所以必須突破大面積疊層組件的效率關。


                  難點在于窄帶隙鈣鈦礦薄膜的生產工藝?!罢瓗垛}鈦礦薄膜的結晶過程太快,不好控制,大面積制備時,會出現薄膜不均勻的問題。而且鈣鈦礦的結晶過程上下不同步,容易導致薄膜的底部產生大量缺陷?!备吆f。


                南京大學譚海仁課題組研制的全鈣鈦礦光伏組件實物


                  為了解決這個問題,譚海仁課題組在前驅體溶液中加入了甘氨酰胺鹽酸鹽,它能夠減緩鈣鈦礦的結晶速率,將薄膜的制備時間延長到原來的10倍左右,并且能自發誘導修復底部缺陷。


                  高寒表示,用這種辦法制造的窄帶隙鈣鈦礦薄膜,與寬帶隙鈣鈦礦薄膜結合后,所形成的疊層組件面積達20.25平方厘米。經過國際權威第三方機構測試,該組件取得24.5%的光電轉化效率,相關數據被國際《太陽能電池效率表》收錄,目前尚無同類組件打破該紀錄。


                  譚海仁表示,此次突破為后續發展打下了技術基礎,“我們還將不斷嘗試制備面積更大、效率更高的全鈣鈦礦光伏組件,向著產業化的目標踏實前進?!?/span>


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