近日,南京大學譚海仁教授課題組宣布,他們研制的大面積全鈣鈦礦光伏組件取得重大突破。經過國際權威第三方機構的嚴格測試,該組件的穩態光電轉化效率高達24.5%,這一成績不僅刷新了此類組件的世界紀錄,也為鈣鈦礦光伏技術的產業化發展奠定了堅實基礎。
鈣鈦礦光伏組件作為一種新型太陽能電池,近年來備受關注。與傳統晶硅材料相比,鈣鈦礦光伏組件具有更輕、更薄、可彎曲、半透明等諸多優勢,應用場景也更加豐富多樣。譚海仁教授課題組一直致力于鈣鈦礦光伏技術的研究,此前已經取得了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%等令人矚目的成果。
譚海仁教授課題組研制的全鈣鈦礦光伏組件實物。(受訪者供圖)
但是,對于具有商用價值的大面積疊層組件來說,21.7%的光電轉化效率顯然還有很大的提升空間。課題組深入分析了制約大面積疊層組件效率的關鍵因素,發現窄帶隙鈣鈦礦薄膜的生產工藝是其中的難點。
窄帶隙鈣鈦礦薄膜的結晶過程太快,不易控制,大面積制備時容易出現薄膜不均勻的問題。此外,鈣鈦礦的結晶過程上下不同步,容易導致薄膜底部產生大量缺陷,嚴重影響了組件的光電轉化效率。
產業化應用的晶硅材料光伏組件。(圖片來之網絡)
為了攻克這一難題,譚海仁教授課題組在前驅體溶液中加入了甘氨酰胺鹽酸鹽。這種添加劑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。通過這種方法,課題組成功制造出了高質量的窄帶隙鈣鈦礦薄膜,并與寬帶隙鈣鈦礦薄膜結合,形成了面積達20.25平方厘米的疊層組件。
經過國際權威第三方機構的嚴格測試,該組件的光電轉化效率達到了驚人的24.5%,這一數據被國際《太陽能電池效率表》收錄,目前尚無同類組件能夠打破這一紀錄。這一突破不僅展示了譚海仁教授課題組在鈣鈦礦光伏技術領域的深厚實力,也為鈣鈦礦光伏組件的產業化發展提供了強有力的技術支撐。
譚海仁教授表示,此次突破為后續發展打下了堅實的基礎。未來,他們將繼續努力,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。這一研究方向不僅有望推動光伏技術的進一步發展,還將為我國的能源轉型和可持續發展作出重要貢獻。
隨著全球對可再生能源需求的不斷增長,鈣鈦礦光伏組件作為一種高效、環保的新型太陽能電池技術,具有巨大的市場潛力和發展前景。譚海仁教授課題組的這一突破,無疑為鈣鈦礦光伏技術的產業化發展注入了強大的動力,也為全球光伏產業帶來了新的希望和期待。