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追光逐日,这所大学取得太阳能技术重大突破!

   2024-02-28 中国石油石化资讯71090
核心提示:钙钛矿光伏组件作为一种新型太阳能电池,近年来备受关注。

近日,南京大学谭海仁教授课题组宣布,他们研制的大面积全钙钛矿光伏组件取得重大突破。经过国际权威第三方机构的严格测试,该组件的稳态光电转化效率高达24.5%,这一成绩不仅刷新了此类组件的世界纪录,也为钙钛矿光伏技术的产业化发展奠定了坚实基础。

钙钛矿光伏组件作为一种新型太阳能电池,近年来备受关注。与传统晶硅材料相比,钙钛矿光伏组件具有更轻、更薄、可弯曲、半透明等诸多优势,应用场景也更加丰富多样。谭海仁教授课题组一直致力于钙钛矿光伏技术的研究,此前已经取得了小面积电池光电转化效率28%、大面积叠层组件光电转化效率21.7%等令人瞩目的成果。

谭海仁教授课题组研制的全钙钛矿光伏组件实物。(受访者供图)

但是,对于具有商用价值的大面积叠层组件来说,21.7%的光电转化效率显然还有很大的提升空间。课题组深入分析了制约大面积叠层组件效率的关键因素,发现窄带隙钙钛矿薄膜的生产工艺是其中的难点。

窄带隙钙钛矿薄膜的结晶过程太快,不易控制,大面积制备时容易出现薄膜不均匀的问题。此外,钙钛矿的结晶过程上下不同步,容易导致薄膜底部产生大量缺陷,严重影响了组件的光电转化效率。

产业化应用的晶硅材料光伏组件。(图片来之网络)

为了攻克这一难题,谭海仁教授课题组在前驱体溶液中加入了甘氨酰胺盐酸盐。这种添加剂能够减缓钙钛矿的结晶速率,将薄膜的制备时间延长到原来的10倍左右,并且能自发诱导修复底部缺陷。通过这种方法,课题组成功制造出了高质量的窄带隙钙钛矿薄膜,并与宽带隙钙钛矿薄膜结合,形成了面积达20.25平方厘米的叠层组件。

经过国际权威第三方机构的严格测试,该组件的光电转化效率达到了惊人的24.5%,这一数据被国际《太阳能电池效率表》收录,目前尚无同类组件能够打破这一纪录。这一突破不仅展示了谭海仁教授课题组在钙钛矿光伏技术领域的深厚实力,也为钙钛矿光伏组件的产业化发展提供了强有力的技术支撑。

谭海仁教授表示,此次突破为后续发展打下了坚实的基础。未来,他们将继续努力,尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿光伏组件,向着产业化的目标踏实前进。这一研究方向不仅有望推动光伏技术的进一步发展,还将为我国的能源转型和可持续发展作出重要贡献。

随着全球对可再生能源需求的不断增长,钙钛矿光伏组件作为一种高效、环保的新型太阳能电池技术,具有巨大的市场潜力和发展前景。谭海仁教授课题组的这一突破,无疑为钙钛矿光伏技术的产业化发展注入了强大的动力,也为全球光伏产业带来了新的希望和期待。

 
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