8月2日，北京理工大學前沿交叉科學研究院發(fā)布太陽能電池領(lǐng)域重要研發(fā)進展：針對鈣鈦礦和晶硅疊層太陽能電池的效率和壽命問題，科研團隊提出“晶核工程策略”，制備出高質(zhì)量的電池薄膜材料，顯著提高了太陽能電池長期運行的效率和穩(wěn)定性。相關(guān)成果發(fā)表在國際權(quán)威學術(shù)期刊《科學》上。

近年來，鈣鈦礦和晶硅疊層太陽能電池，一直是可再生能源領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點。我國科學家將光電性質(zhì)優(yōu)異的鈣鈦礦材料和具有技術(shù)優(yōu)勢的晶體硅光伏材料結(jié)合，形成疊層太陽能電池，應(yīng)用于移動充電設(shè)備、農(nóng)村電力供應(yīng)等領(lǐng)域。

由北理工前沿交叉科學研究院教授陳棋帶領(lǐng)的能源光電子團隊與復雜環(huán)境科學探測研究團隊，一直致力于研發(fā)具有長期穩(wěn)定性和更長使用壽命的疊層太陽能電池。“關(guān)鍵是對電池材料內(nèi)部結(jié)晶生長過程進行精準控制。然而，材料組分復雜，形成的電池薄膜容易分布不均，造成電池缺陷。”陳棋解釋，針對該問題，團隊經(jīng)過反復論證和實驗，提出了一種“晶核工程策略”——大幅抑制其他非理想晶核的產(chǎn)生，減少晶核在結(jié)晶生長中受局部環(huán)境的影響，從而制備出了高質(zhì)量的電池薄膜。

實驗證明，擁有這種薄膜的太陽能電池材料具有更穩(wěn)定的光熱轉(zhuǎn)換效率。科研人員將封裝的鈣鈦礦和晶硅疊層太陽能電池置于標準光照條件下，在25攝氏度和50攝氏度的溫度下分別跟蹤1301小時和800小時后，電池仍能保持超90%的初始效率。相較于此前的電池樣品，具有更長的運行壽命。

陳棋透露，電池還展現(xiàn)出在極端環(huán)境應(yīng)用的可能性：在全譜光照、零下溫度、低氣壓下運行56小時后，依然保留了初始效率的90.4%。下一步，團隊將圍繞鈣鈦礦和晶硅疊層太陽能電池持續(xù)開展研發(fā)，使壽命更長、運行更穩(wěn)定的電池盡快投入使用。

(關(guān)鍵字：太陽能)