我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)攻克大尺寸鈣鈦礦光伏電池量產(chǎn)難題
記者從南京大學(xué)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(tuán)隊(duì)，成功研制可直接接觸空氣的環(huán)保溶劑，離量產(chǎn)大尺寸鈣鈦礦光伏電池的目標(biāo)又近了一步。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》12月5日在線(xiàn)發(fā)表相關(guān)研究論文。
圖為2024年10月至2025年11月，量產(chǎn)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(shí)測(cè)的發(fā)電表現(xiàn)。（南京大學(xué)供圖）
譚海仁介紹，鈣鈦礦作為新一代光伏技術(shù)的熱門(mén)材料，具有柔性、成本低、效率高、能耗少等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。然而，大尺寸鈣鈦礦光伏電池在量產(chǎn)時(shí)，長(zhǎng)期存在薄膜質(zhì)量不穩(wěn)定、工藝不環(huán)保以及可靠性不持久三大難題，導(dǎo)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(shí)實(shí)地停在平板的三個(gè)角上，才算成功�！弊T海仁坦言，團(tuán)隊(duì)此前研制過(guò)一種“雞尾酒”溶劑，它雖然低毒、可降解，達(dá)到了環(huán)保要求，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種溶劑會(huì)阻礙鈣鈦礦的結(jié)晶過(guò)程，導(dǎo)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(xué)功能材料與智能制造研究院助理教授肖科告訴記者，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年研究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在溶液落到基底上以后，邊緣處揮發(fā)速度過(guò)快，便提出“溶劑限制邊緣保護(hù)”策略，引入一種添加劑，給邊緣穿上“防護(hù)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(jīng)“溶劑限制邊緣保護(hù)”策略?xún)?yōu)化的揮發(fā)狀態(tài)，鈣鈦礦薄膜與基底接觸面積更大、質(zhì)量更好。（南京大學(xué)供圖）
運(yùn)用這種新技術(shù)，團(tuán)隊(duì)試制了一批長(zhǎng)1.2米、寬0.6米的商用尺寸組件。肖科介紹，自2024年以來(lái)，這批組件已通過(guò)濕熱環(huán)境、熱循環(huán)、紫外照射等多種可靠性測(cè)試，先后獲德國(guó)、美國(guó)、中國(guó)相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證和許可，在江蘇蘇州一年多的戶(hù)外實(shí)測(cè)結(jié)果也顯示，組件的光電轉(zhuǎn)化效率表現(xiàn)穩(wěn)定。
譚海仁表示，南京大學(xué)已與仁爍光能共同提交了相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)，并通過(guò)150兆瓦中試生產(chǎn)線(xiàn)獲得性能穩(wěn)定的成品。“我們?cè)谕七M(jìn)大尺寸鈣鈦礦光伏電池走向市場(chǎng)的同時(shí)，還將持續(xù)加大研發(fā)力度，進(jìn)一步提升電池效率和穩(wěn)定性�！弊T海仁說(shuō)。
作者： 陳席元 來(lái)源：新華社 責(zé)任編輯：jianping
譚海仁介紹，鈣鈦礦作為新一代光伏技術(shù)的熱門(mén)材料，具有柔性、成本低、效率高、能耗少等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。然而，大尺寸鈣鈦礦光伏電池在量產(chǎn)時(shí)，長(zhǎng)期存在薄膜質(zhì)量不穩(wěn)定、工藝不環(huán)保以及可靠性不持久三大難題，導(dǎo)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(shí)實(shí)地停在平板的三個(gè)角上，才算成功�！弊T海仁坦言，團(tuán)隊(duì)此前研制過(guò)一種“雞尾酒”溶劑，它雖然低毒、可降解，達(dá)到了環(huán)保要求，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種溶劑會(huì)阻礙鈣鈦礦的結(jié)晶過(guò)程，導(dǎo)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(xué)功能材料與智能制造研究院助理教授肖科告訴記者，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年研究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在溶液落到基底上以后，邊緣處揮發(fā)速度過(guò)快，便提出“溶劑限制邊緣保護(hù)”策略，引入一種添加劑，給邊緣穿上“防護(hù)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(jīng)“溶劑限制邊緣保護(hù)”策略?xún)?yōu)化的揮發(fā)狀態(tài)，鈣鈦礦薄膜與基底接觸面積更大、質(zhì)量更好。（南京大學(xué)供圖）
運(yùn)用這種新技術(shù)，團(tuán)隊(duì)試制了一批長(zhǎng)1.2米、寬0.6米的商用尺寸組件。肖科介紹，自2024年以來(lái)，這批組件已通過(guò)濕熱環(huán)境、熱循環(huán)、紫外照射等多種可靠性測(cè)試，先后獲德國(guó)、美國(guó)、中國(guó)相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證和許可，在江蘇蘇州一年多的戶(hù)外實(shí)測(cè)結(jié)果也顯示，組件的光電轉(zhuǎn)化效率表現(xiàn)穩(wěn)定。
譚海仁表示，南京大學(xué)已與仁爍光能共同提交了相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)，并通過(guò)150兆瓦中試生產(chǎn)線(xiàn)獲得性能穩(wěn)定的成品。“我們?cè)谕七M(jìn)大尺寸鈣鈦礦光伏電池走向市場(chǎng)的同時(shí)，還將持續(xù)加大研發(fā)力度，進(jìn)一步提升電池效率和穩(wěn)定性�！弊T海仁說(shuō)。
作者： 陳席元 來(lái)源：新華社 責(zé)任編輯：jianping
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