科研人員製備出大面積高效率鈣鈦礦太陽能電池

從上海交通大學獲悉，在材料科學與工程學院金屬基複合材料國家重點實驗室韓禮元教授領銜團隊等不懈努力下，科研人員運用更加經濟安全的方法，製備出比蟬翼還薄數十倍的大面積鈣鈦礦薄膜，向大規模低成本太陽能發電的目標邁出了重要一步。

據新華社9月14日消息，相關成果近日在國際著名學術期刊《自然》線上發表。上海交通大學、日本材料物質研究所、蘇州黎元新能源科技公司、瑞士洛桑聯邦理工學院為合作研究單位。

目前太陽能光伏電池製備成本較高、工藝複雜。鈣鈦礦材料2009年首次應用於光伏技術，被視為極具競爭力、最有希望實現低成本發電的光伏技術之一。然而，這種新技術邁向實用的前提是關鍵部位“鈣鈦礦材料薄膜”面積足夠大，品質足夠好，才能保證電池的光電能量轉換效率。多晶矽太陽能電池的光電能量轉換效率在21%左右，而現階段超過20%認證效率的鈣鈦礦太陽能電池面積只能達到0.04平方釐米至0.2 平方釐米，像個米粒那麼大，且依靠現有製備技術，鈣鈦礦薄膜的面積越大，越容易出現瑕疵，電池的效率就越低。

研究人員在3年時間內，不斷探索創新薄膜製備方法，在大面積高品質鈣鈦礦薄膜製備的基礎上，開發出有效面積36.1 平方釐米的鈣鈦礦電池模組，在國際認證機構首次獲得了12.1%的認證效率，創下了第一個大面積鈣鈦礦模組的效率世界紀錄。這一成果意味著鈣鈦礦光伏技術有望走出實驗室、未來實現大規模產業化的可能。

據悉，研究人員下一步將努力攻關，致力使鈣鈦礦電池模組的轉化效率達到和當前矽太陽能電池相當的水準，並對鈣鈦礦電池的穩定性做深入探究。