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南京大學突破:鈣鈦礦光伏組件刷新世界紀錄效率達24.5%


南京大學譚海仁教授近日宣布,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測試,該組件的穩態光電轉化效率達到了24.5%,刷新了此類組件的世界紀錄,這一成果被《科學》雜誌於2月23日發表。

譚海仁教授表示,與傳統的晶矽單結太陽能電池相比,鈣鈦礦疊層太陽能電池具有更低的生產成本和更高的節能性能。其輕量化和柔性化特點使得其在使用場景上更加靈活多樣。鈣鈦礦疊層太陽能電池由電極、鈣鈦礦吸光層、空穴傳輸層和電子傳輸層等結構堆疊而成,其中窄帶隙鈣鈦礦薄膜是至關重要的吸光層。

然而,當前制約大面積組件性能提升的關鍵問題之一是窄帶隙鈣鈦礦薄膜的均勻制備,南京大學的研究團隊針對這一問題進行了探索。他們篩選了20多種添加劑,最終發現了具有兩性離子甘氨酰胺鹽酸鹽可以實現鉛錫鈣鈦礦的結晶調控和埋底界面鈍化。

研究團隊表示利用該方法窄帶隙鈣鈦礦薄膜的制備時間窗口得以大幅延長,晶粒長得更大、貫穿性更好,同時減少了底部界面處的缺陷密度,有效提升了窄帶隙子電池的光電性能。在此基礎上,他們成功將窄帶隙鈣鈦礦薄膜與寬帶隙鈣鈦礦薄膜結合,形成了20.25平方厘米的疊層組件。

雖然該組件面積相較於之前的小面積電池有所增大,但為推進到商用階段,理想目標是至少達到1.2米×0.6米。譚海仁教授表示,他們將繼續努力,嘗試制備面積更大、效率更高的全鈣鈦礦疊層光伏組件,以加速產業化進程。 參考文獻及圖片來源:

稳态光电转化效率达24.5%!南京大学谭海仁课题组在全钙钛矿叠层电池取得新突破; https://www.eet-china.com/mp/a299531.html


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