11月3日訊，南京工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域取得關(guān)鍵性技術(shù)突破。團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的“全真空熱蒸發(fā)”技術(shù)，成功制備出高性能鈣鈦礦光伏器件，不僅實(shí)現(xiàn)25.19%的超高光電轉(zhuǎn)換效率，更在穩(wěn)定性測試中表現(xiàn)卓越，相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際光學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《自然·光子學(xué)》，標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域研究躋身國際領(lǐng)先行列。
據(jù)科研團(tuán)隊(duì)介紹，此次研發(fā)的核心突破體現(xiàn)在效率與穩(wěn)定性的雙重提升。其中，面積為0.066平方厘米的鈣鈦礦光伏器件，光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)25.19%，這一數(shù)值已接近傳統(tǒng)晶硅光伏組件的頂尖水平。更值得關(guān)注的是其優(yōu)異的穩(wěn)定性——該器件在持續(xù)工作超過1000小時(shí)后，性能仍保持初始狀態(tài)的95%以上，大幅突破了鈣鈦礦材料易衰減的行業(yè)痛點(diǎn)。
產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)——大面積器件性能同樣亮眼。團(tuán)隊(duì)采用相同技術(shù)路徑制備的1平方厘米器件，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.38%。這一成果有效解決了鈣鈦礦光伏領(lǐng)域“小面積高效率、大面積效率驟降”的核心瓶頸。傳統(tǒng)鈣鈦礦制備常用的旋涂法在大面積生產(chǎn)時(shí)，易出現(xiàn)薄膜不均勻、原料浪費(fèi)等問題，而“全真空熱蒸發(fā)”技術(shù)通過精準(zhǔn)控制蒸發(fā)過程，可實(shí)現(xiàn)薄膜質(zhì)量的均勻性調(diào)控，同時(shí)降低能耗并減少雜質(zhì)干擾。
作為光伏產(chǎn)業(yè)的新興方向，鈣鈦礦光伏因制備成本低、光吸收能力強(qiáng)等優(yōu)勢備受關(guān)注，但效率與穩(wěn)定性的平衡、大面積量產(chǎn)技術(shù)一直是制約其商業(yè)化的“卡脖子”問題。南京工業(yè)大學(xué)此次采用的“全真空熱蒸發(fā)”技術(shù)，不僅在實(shí)驗(yàn)室層面實(shí)現(xiàn)了性能突破，更展現(xiàn)出明確的產(chǎn)業(yè)化適配性。業(yè)內(nèi)專家分析，1平方厘米器件23.38%的效率已滿足光伏組件量產(chǎn)的基礎(chǔ)性能要求，若后續(xù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，有望推動(dòng)鈣鈦礦光伏成本較傳統(tǒng)晶硅再降30%以上。
《自然·光子學(xué)》審稿人對該成果給予高度評價(jià)，認(rèn)為其“通過創(chuàng)新制備工藝，為鈣鈦礦光伏器件的效率提升與穩(wěn)定性優(yōu)化提供了全新解決方案”。南京工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)表示，下一步將重點(diǎn)推進(jìn)技術(shù)的規(guī)模化放大研究，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)開發(fā)量產(chǎn)設(shè)備，力爭3-5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)中試級生產(chǎn)。