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太阳能电池光电转换效率取得新突破

时间:2026-07-08 12:19
西南石油大学团队研发的小尺寸叠层太阳能电池,将晶硅与钙钛矿材料叠合,光电转换效率接近35%,突破单结电池理论效率极限,为光伏产业开辟了高效低成本的新前景。

最近,太阳能电池领域迎来了一项至关重要的技术突破,引发业内广泛关注。

西南石油大学新能源与材料学院的光伏材料与技术科研团队取得了重大进展:他们研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池,光电转换效率已接近35%。这一数字意义非凡——它直接刷新了我们对传统太阳能电池效率的认知上限。

太阳能电池光电转换率获突破

当前市场上主流的太阳能电池主要分为晶硅和钙钛矿两大阵营。晶硅电池的光电转换效率极限已逼近29.4%,几乎触及物理天花板。钙钛矿单结电池的理论效率虽然可达33%,但实际转化效率长期徘徊在28%左右,始终未能跨过那道门槛。

这引出了一个核心问题:单一材料的转化效率很难再实现大幅跃升,那么将两种材料叠加使用,能否产生1+1>2的协同效应?

研究团队负责人章文峰给出了解答:晶硅与钙钛矿对不同波段光线的吸收响应特性存在显著差异——前者擅长吸收长波长光,后者则更善于吸收短波长光。将两者叠合在一起,恰好形成互补,理论上能大幅提升转化效率。然而难点在于——如何让这两种性质迥异的材料稳定地“粘合”在一起?

这支研究团队决定另辟蹊径——既然单一材料“单打独斗”已触及瓶颈,不如尝试“双打”策略。经过多轮理论推演、试样测试与方案优化,他们最终将目光聚焦于硅基异质结技术。

硅基异质结技术,通俗来讲就是把晶体硅与非晶硅的优势融为一体。它能够实现更佳的钝化效果、更高的光电转换效率,同时温度系数低,对环境的适应性更强。最关键的是,它是晶硅材料与钙钛矿实现叠层结构的理想基础。

确定技术路线后,实验推进变得顺畅。团队将宽带隙的钙钛矿作为顶电池,窄带隙的晶硅异质结作为底电池,采用上下串联结构。入射光先经过钙钛矿层,短波长光被吸收转化;透射过来的长波长光,再由底部的晶硅层来“收尾”。结果令人振奋:这种小尺寸叠层电池的光电转换效率真的接近了35%,成功突破了单结电池的理论效率极限。

这意味着什么?光伏产业的技术天花板,又被向上拉升了一大截。

值得一提的是,西南石油大学新能源与材料学院近年来持续推动光伏产业技术创新,目前已有12项科研成果在相关企业成功转化落地。这次叠层电池的突破,绝不仅仅是实验室里的一个数字,更预示着光伏产业未来更加广阔的想象空间。

来源:https://www.163.com/dy/article/L1AAM29L0514R9OJ.html
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