上海科學家新成果或助實現大規模低成本太陽能發電

圖為韓禮元教授與研究團隊在介紹鈣鈦礦太陽能電池模塊。 許婧 攝

上海科學家成功製備大面積新型太陽能電池模塊

或將實現大規模低成本太陽能發電

中新網上海9月11日電 (記者 許婧)上海交通大學11日發佈消息稱，上海交大材料科學與工程學院韓禮元教授團隊使用更加經濟安全的新方法制備出比蟬翼還薄數十倍的大面積鈣鈦礦薄膜，向實現大規模低成本太陽能發電的目標邁出了重要的一步。如果這種電池成功產業化，今後無需依賴政府政策資助，便可成為市場主流的發電方式。

該研究成果已於近日在國際著名學術期刊《Nature》上在線發表。上海交大材料科學與工程學院楊旭東研究員和韓禮元教授為共同通訊作者，陳漢博士、葉飛博士、唐文濤為共同第一作者。上海交通大學、日本材料物質研究所、蘇州黎元新能源科技公司、瑞士洛桑聯邦理工學院為合作研究單位。

目前太陽能電池中的光電材料普遍使用的是硅材料，硅電池的光電能量轉換效率較高，但它的製作成本也高，而且在製作過程中需要消耗大量化石能源、產生污染環境的化學物質。於是迫切需要發展新一代低成本太陽能電池。

韓禮元介紹説，鈣鈦礦太陽能電池光電轉化效率高、發電成本低，是光伏研究領域極具競爭力、最有希望實現低成本發電的光伏技術。但由於它的關鍵部位鈣鈦礦材料薄膜要求高，使得這種新型太陽能電池“不好做”。“現階段超過20%認證效率的鈣鈦礦太陽能電池面積只能達到0.04cm2-0.2cm2，頂多像個米粒那麼大，而且依靠現有製備薄膜的技術，鈣鈦礦薄膜的面積越大，越容易出現瑕疵，電池的效率就越低。”

“我們團隊用了3年時間解決這個問題，在大面積高質量鈣鈦礦薄膜製備的基礎上，開發了有效面積36.1cm2的鈣鈦礦電池模塊，在國際認證機構首次獲得了12.1%的認證效率，建立了第一個大面積鈣鈦礦模塊的效率世界紀錄。”韓禮元表示。

新型製備大面積均勻鈣鈦礦薄膜的方法，為實現大規模生產低成本鈣鈦礦太陽能電池模塊提供了一個新的發展方向。研究團隊成員表示，未來的研究方向將把該團隊小面積高效率器件的製備技術應用到模塊當中，有希望達到和當前硅太陽能電池相當的模塊效率。

此外，將進一步對鈣鈦礦電池的穩定性做深入探究，加速該型電池商業化進程。結合以上兩點，該團隊希望通過他們以及其他科研工作者的共同努力，使鈣鈦礦太陽能電池成為市場主流的發電方式，為降低發電成本，緩解能源危機，改善自然環境做出貢獻。(完)