我國科研團隊攻克大尺寸鈣鈦礦光伏電池量產難題
記者從南京大學獲悉，該校譚海仁教授課題組與鈣鈦礦光伏企業(yè)仁爍光能（蘇州）有限公司組成的聯(lián)合團隊，成功研制可直接接觸空氣的環(huán)保溶劑，離量產大尺寸鈣鈦礦光伏電池的目標又近了一步。國際學術期刊《科學》12月5日在線發(fā)表相關研究論文。
圖為2024年10月至2025年11月，量產型大尺寸鈣鈦礦光伏組件在仁爍光能（蘇州）有限公司屋頂電站實測的發(fā)電表現(xiàn)。（南京大學供圖）
譚海仁介紹，鈣鈦礦作為新一代光伏技術的熱門材料，具有柔性、成本低、效率高、能耗少等多項優(yōu)勢。然而，大尺寸鈣鈦礦光伏電池在量產時，長期存在薄膜質量不穩(wěn)定、工藝不環(huán)保以及可靠性不持久三大難題，導致鈣鈦礦“叫好難叫座”。
“要破解這三難，就好比手里捧著一塊三角形平板，板上有三顆滾珠，讓三顆滾珠分別老老實實地停在平板的三個角上，才算成功�！弊T海仁坦言，團隊此前研制過一種“雞尾酒”溶劑，它雖然低毒、可降解，達到了環(huán)保要求，但實驗發(fā)現(xiàn)，這種溶劑會阻礙鈣鈦礦的結晶過程，導致鈣鈦礦薄膜附著力變差，容易從基底上剝落。
論文共同通訊作者、南京大學功能材料與智能制造研究院助理教授肖科告訴記者，團隊經過兩年研究，發(fā)現(xiàn)問題出在溶液落到基底上以后，邊緣處揮發(fā)速度過快，便提出“溶劑限制邊緣保護”策略，引入一種添加劑，給邊緣穿上“防護服”，有效減慢揮發(fā)速度。
這是鈣鈦礦溶液落到基底上以后，半分鐘、2分鐘、8分鐘的狀態(tài)示意圖。右邊一列顯示經“溶劑限制邊緣保護”策略優(yōu)化的揮發(fā)狀態(tài)，鈣鈦礦薄膜與基底接觸面積更大、質量更好。（南京大學供圖）
運用這種新技術，團隊試制了一批長1.2米、寬0.6米的商用尺寸組件。肖科介紹，自2024年以來，這批組件已通過濕熱環(huán)境、熱循環(huán)、紫外照射等多種可靠性測試，先后獲德國、美國、中國相關檢驗機構的認證和許可，在江蘇蘇州一年多的戶外實測結果也顯示，組件的光電轉化效率表現(xiàn)穩(wěn)定。
譚海仁表示，南京大學已與仁爍光能共同提交了相關技術的專利申請，并通過150兆瓦中試生產線獲得性能穩(wěn)定的成品�！拔覀冊谕七M大尺寸鈣鈦礦光伏電池走向市場的同時，還將持續(xù)加大研發(fā)力度，進一步提升電池效率和穩(wěn)定性�！弊T海仁說。
作者： 陳席元 來源：新華社 責任編輯：jianping
譚海仁介紹，鈣鈦礦作為新一代光伏技術的熱門材料，具有柔性、成本低、效率高、能耗少等多項優(yōu)勢。然而，大尺寸鈣鈦礦光伏電池在量產時，長期存在薄膜質量不穩(wěn)定、工藝不環(huán)保以及可靠性不持久三大難題，導致鈣鈦礦“叫好難叫座”。
“要破解這三難，就好比手里捧著一塊三角形平板，板上有三顆滾珠，讓三顆滾珠分別老老實實地停在平板的三個角上，才算成功�！弊T海仁坦言，團隊此前研制過一種“雞尾酒”溶劑，它雖然低毒、可降解，達到了環(huán)保要求，但實驗發(fā)現(xiàn)，這種溶劑會阻礙鈣鈦礦的結晶過程，導致鈣鈦礦薄膜附著力變差，容易從基底上剝落。
論文共同通訊作者、南京大學功能材料與智能制造研究院助理教授肖科告訴記者，團隊經過兩年研究，發(fā)現(xiàn)問題出在溶液落到基底上以后，邊緣處揮發(fā)速度過快，便提出“溶劑限制邊緣保護”策略，引入一種添加劑，給邊緣穿上“防護服”，有效減慢揮發(fā)速度。
這是鈣鈦礦溶液落到基底上以后，半分鐘、2分鐘、8分鐘的狀態(tài)示意圖。右邊一列顯示經“溶劑限制邊緣保護”策略優(yōu)化的揮發(fā)狀態(tài)，鈣鈦礦薄膜與基底接觸面積更大、質量更好。（南京大學供圖）
運用這種新技術，團隊試制了一批長1.2米、寬0.6米的商用尺寸組件。肖科介紹，自2024年以來，這批組件已通過濕熱環(huán)境、熱循環(huán)、紫外照射等多種可靠性測試，先后獲德國、美國、中國相關檢驗機構的認證和許可，在江蘇蘇州一年多的戶外實測結果也顯示，組件的光電轉化效率表現(xiàn)穩(wěn)定。
譚海仁表示，南京大學已與仁爍光能共同提交了相關技術的專利申請，并通過150兆瓦中試生產線獲得性能穩(wěn)定的成品�！拔覀冊谕七M大尺寸鈣鈦礦光伏電池走向市場的同時，還將持續(xù)加大研發(fā)力度，進一步提升電池效率和穩(wěn)定性�！弊T海仁說。
作者： 陳席元 來源：新華社 責任編輯：jianping
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