我国科研团队成功突破新型太阳能电池制备难题

发布时间:2024-12-05 17:54:07 来源: sp20241205

光伏发电是全球绿色转型的生力军。北京理工大学等国内单位科研团队合作,成功突破钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池制备技术难题,并开发出光电转换效率达32.5%、具有长期运行稳定性的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。相关成果2日在国际学术期刊《科学》发表。

当前,生产生活中较常见的太阳能电池为晶硅电池,其光电转化效率在26%左右。钙钛矿/晶硅叠层电池是一种新型太阳能电池,由晶硅和钙钛矿两种材料组合吸光,相较传统晶硅电池具有发电成本低、光电转化效率高的特点。长期以来,这款新型电池在制备过程中,常出现钙钛矿薄膜不均匀和晶体质量差等问题,导致成品出现缺陷,影响光电转化率和使用寿命。

图为北京理工大学科研团队等开发的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池原型器件。(受访者供图)

“制备这种叠层电池,是在晶硅电池上先镀一层钙钛矿前驱液,该前驱液干燥时逐渐形成晶核并结晶,最后‘长’成宽带隙的钙钛矿薄膜。但由于钙钛矿材料里的组分多样、晶种相态复杂,导致‘长’出的薄膜不均匀。”北理工前沿交叉科学研究院教授陈棋说,团队创新提出宽带隙钙钛矿结晶控制策略,在前驱液中添加长链烷基胺,促使高质量晶核加速“生长”,抑制低质量晶核“生长”,从而制备出均匀的高质量宽带隙钙钛矿薄膜。

北理工材料学院助理教授陈怡华介绍,团队基于这一创新思路,分别制备出1平方厘米和25平方厘米的钙钛矿/晶硅叠层电池,对应实现的光电转换效率为32.5%和29.4%,均优于传统的晶硅太阳能电池。此外,经过最大功率点跟踪测试后,样品展现出长期运行稳定性。

陈棋表示,该成果为钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池发展打下关键技术基础,有望推动其产业化应用,提升光伏发电效能,助力能源绿色低碳转型。(记者赵旭)

(责编:胡永秋、杨光宇)