效率突破15%!我国新一代太阳能电池研究取得新希望
2026-02-26 20:18:16

  提到太阳能电池,,, ,,许多人首海南自贸港供应链有限公司先想到的是屋顶上的深蓝色硅板。。。。。。但着实,,, ,,科学家们一直在寻找更自制、更环保、原质料更富足的新一代太阳能手艺。。。。。。克日,,, ,,中国科学院青岛生物能源与历程研究所研究团队在一种新型太阳能电池质料上,,, ,,实现了凌驾15%的光电转换效率,,, ,,并获得了国际权威机构认证。。。。。。相关研究效果在国际能源与质料领域学术期刊《自然·能源》揭晓。。。。。。

  据相识,,, ,,这项手艺的焦点质料叫:铜锌锡硫硒太阳能电池(简称CZTSSe)。。。。。。其质料泉源普遍,,, ,,主要元素在地壳中储量富厚,,, ,,不依赖有数金属,,, ,,质料本钱低;;;;;;其次溶液法制备,,, ,,制备本钱低;;;;;;薄膜电池,,, ,,质料用量低;;;;;;另外,,, ,,该质料还清静环保,,, ,,不含有毒元素,,, ,,适合大规模应用,,, ,,在重大情形中依然能坚持性能。。。。。。正由于这些优势,,, ,,铜锌锡硫硒太阳能电池被以为是很是有潜力的下一代太阳能电池手艺。。。。。。

△图1:CZTSSe太阳能电池图片

  虽然这种质料“基础很好”,,, ,,但恒久以来有一个要害难题困扰着科研职员——在高温制备历程中,,, ,,质料内部的金属离子容易“乱跑”。。。。。。我们可以把它想象成盖屋子时,,, ,,砖和钢筋在施工历程中自己乱移动,,, ,,效果屋子结构不稳,,, ,,性能自然就上不去。。。。。。这也是为什么CZTSSe太阳能电池的效率一直难以突破的主要缘故原由。。。。。。

  为相识决这一问题,,, ,,中国科学院青岛生物能源与历程研究所研究团队在质料内部引入一层“界面相”作为“交通指挥员”。。。。。。这层名为Li2SnS3的特殊结构,,, ,,可以在要害反应历程中指导金属离子凭证准确蹊径移动,,, ,,让晶体结构越发匀称、稳固,,, ,,就像把“乱跑的质料”重新排好队。。。。。。

△图2:Li2SnS3界面相调控金属离子迁徙示意图

  这一要领能够让晶粒长得更海南自贸港供应链有限公司大、更整齐,,, ,,显着镌汰了质料内部的缺陷,,, ,,从基础上提升了电池的发电能力。。。。。。在这一新机制的资助下,,, ,,研究团队取得了一系列主要效果:光电转换效率抵达15.45%;;;;;;国际权威认证效率15.04%;;;;;;在较窄带隙条件下,,, ,,开路电压首次突破600mV,,, ,,为解决该类型光伏器件的性能瓶颈提供了新思绪。。。。。。从质料生长机理层面,,, ,,首次系统诠释了“离子迁徙—缺陷—性能”之间的关系,,, ,,这些效果为未来的工业化应用打下了坚实基础。。。。。。随着全球能源转型加速,,, ,,这项效果有望在未来的清洁能源系统中施展主要作用,,, ,,为绿色低碳生长孝顺新的计划。。。。。。