近日，南京大學(xué)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(jīng)過國際權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格測(cè)試，該組件的穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)24.5%，這一成績不僅刷新了此類組件的世界紀(jì)錄，也為鈣鈦礦光伏技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

鈣鈦礦光伏組件作為一種新型太陽能電池，近年來備受關(guān)注。與傳統(tǒng)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(yōu)勢(shì)，應(yīng)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(shù)的研究，此前已經(jīng)取得了小面積電池光電轉(zhuǎn)化效率28%、大面積疊層組件光電轉(zhuǎn)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(shí)物。（受訪者供圖）

但是，對(duì)于具有商用價(jià)值的大面積疊層組件來說，21.7%的光電轉(zhuǎn)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(guān)鍵因素，發(fā)現(xiàn)窄帶隙鈣鈦礦薄膜的生產(chǎn)工藝是其中的難點(diǎn)。

窄帶隙鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程太快，不易控制，大面積制備時(shí)容易出現(xiàn)薄膜不均勻的問題。此外，鈣鈦礦的結(jié)晶過程上下不同步，容易導(dǎo)致薄膜底部產(chǎn)生大量缺陷，嚴(yán)重影響了組件的光電轉(zhuǎn)化效率。

產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的晶硅材料光伏組件。（圖片來之網(wǎng)絡(luò)）

為了攻克這一難題，譚海仁教授課題組在前驅(qū)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(jié)晶速率，將薄膜的制備時(shí)間延長到原來的10倍左右，并且能自發(fā)誘導(dǎo)修復(fù)底部缺陷。通過這種方法，課題組成功制造出了高質(zhì)量的窄帶隙鈣鈦礦薄膜，并與寬帶隙鈣鈦礦薄膜結(jié)合，形成了面積達(dá)20.25平方厘米的疊層組件。

經(jīng)過國際權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格測(cè)試，該組件的光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了驚人的24.5%，這一數(shù)據(jù)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(jì)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(shù)領(lǐng)域的深厚實(shí)力，也為鈣鈦礦光伏組件的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

譚海仁教授表示，此次突破為后續(xù)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來，他們將繼續(xù)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(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)踏實(shí)前進(jìn)。這一研究方向不僅有望推動(dòng)光伏技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，還將為我國的能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，鈣鈦礦光伏組件作為一種高效、環(huán)保的新型太陽能電池技術(shù)，具有巨大的市場潛力和發(fā)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(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力，也為全球光伏產(chǎn)業(yè)帶來了新的希望和期待。