鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其高效率和低成本優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注?；谌芤和坎技夹g(shù)研制高效率大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模塊組件是實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，也是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外科研和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。
中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心孟慶波團(tuán)隊(duì)一直致力于通過(guò)器件物理研究和材料調(diào)控開(kāi)發(fā)高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。在高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜制備、載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究、電池效率和穩(wěn)定性提升、器件無(wú)損診斷等方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究。先后發(fā)展了界面應(yīng)力調(diào)控、鈣鈦礦薄膜表界面缺陷鈍化、以及鈣鈦礦層結(jié)晶誘導(dǎo)等方法，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)25%光電轉(zhuǎn)換效率，并在電池模塊上實(shí)現(xiàn)了超過(guò)20%（>10 cm²）光電轉(zhuǎn)換效率(Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1901352；Adv. Mater. 2020, 20,1907356；Adv. Energy Mater. 2022, 22, 2202799；Joule, 2022, 6, 676)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池關(guān)鍵材料與技術(shù)已獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利18項(xiàng)。
2022年11月，該團(tuán)隊(duì)在高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模塊研制方面再次取得重要進(jìn)展，在12 cm²電池模塊上獲得了超過(guò)22%的“全面積”認(rèn)證效率，“有效面積”效率達(dá)到23.2%。這兩項(xiàng)效率指標(biāo)均是目前國(guó)內(nèi)外在>10 cm²單結(jié)鈣鈦礦電池模塊上報(bào)道的最高結(jié)果。該研究進(jìn)展對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
圖1. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模塊照片和效率認(rèn)證報(bào)告
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