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发布: 6:45pm 03/08/2024

太阳能电池

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中科研團隊成功突破 新型太陽能電池製備難題

中科研團隊成功突破 新型太陽能電池製備難題

(北京3日綜合電)北京理工大學等國內單位科研團隊合作,成功突破鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池製備技術難題,並開發出光電轉換效率達32.5%、具有長期運行穩定性的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池。相關成果2日在國際學術期刊《科學》發表。

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央視新聞報導,光伏發電是全球綠色轉型的生力軍。當前,生產生活中較常見的太陽能電池為晶硅電池,其光電轉化效率在26%左右。鈣鈦礦/晶硅疊層電池是一種新型太陽能電池,由晶硅和鈣鈦礦兩種材料組合吸光,相較傳統晶硅電池具有發電成本低、光電轉化效率高的特點。長期以來,這款新型電池在製備過程中,常出現鈣鈦礦薄膜不均勻和晶體質量差等問題,導致成品出現缺陷,影響光電轉化率和使用壽命。

北理工前沿交叉科學研究院教授陳棋表示,製備這種疊層電池,是在晶硅電池上先鍍一層鈣鈦礦前驅液,該前驅液乾燥時逐漸形成晶核並結晶,最後“長”成寬帶隙的鈣鈦礦薄膜。但由於鈣鈦礦材料裡的組分多樣、晶種相態複雜,導致“長”出的薄膜不均勻。

他說,團隊創新提出寬帶隙鈣鈦礦結晶控制策略,在前驅液中添加長鏈烷基胺,促使高質量晶核加速“生長”,抑制低質量晶核“生長”,從而製備出均勻的高質量寬帶隙鈣鈦礦薄膜。

北理工材料學院助理教授陳怡華介紹,團隊基於這一創新思路,分別製備出1平方公分和25平方公分的鈣鈦礦/晶硅疊層電池,對應實現的光電轉換效率為32.5%和29.4%,均優於傳統的晶硅太陽能電池。此外,經過最大功率點跟蹤測試後,樣品展現出長期運行穩定性。

陳棋表示,該成果為鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池發展打下關鍵技術基礎,有望推動其產業化應用,提升光伏發電效能,助力能源綠色低碳轉型。

圖為北京理工大學科研團隊等開發的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽能電池原型器件。(科研團隊供圖)

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