中國團隊攻克鈣鈦礦規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)難題

新華社 · 2025-05-26 16:44:50

我國企業(yè)和高校創(chuàng)新團隊提出太陽能電池材料鈣鈦礦的涂層革新技術(shù),實現(xiàn)了平米級鈣鈦礦組件的穩(wěn)定批量生產(chǎn),推動鈣鈦礦技術(shù)實現(xiàn)了從實驗室到規(guī)?;瘧玫目缭?。5月22日,該項研究成果發(fā)表于《科學》雜志。......

我國企業(yè)和高校創(chuàng)新團隊提出太陽能電池材料鈣鈦礦的涂層革新技術(shù),實現(xiàn)了平米級鈣鈦礦組件的穩(wěn)定批量生產(chǎn),推動鈣鈦礦技術(shù)實現(xiàn)了從實驗室到規(guī)?;瘧玫目缭?。5月22日,該項研究成果發(fā)表于《科學》雜志。

創(chuàng)新團隊成員在實驗室中

論文第一作者及通訊作者、杭州纖納光電首席技術(shù)官顏步一介紹,鈣鈦礦太陽能電池是第三代光伏技術(shù),具有柔性、質(zhì)輕等特性,即便在陰天也可保持較穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率。鈣鈦礦電池的核心部位是鈣鈦礦吸光層,主要通過鈣鈦礦溶液成膜和結(jié)晶來制備,此前的常見工藝難以精準控制結(jié)晶厚度和平整度,因此影響鈣鈦礦面板的發(fā)電效能。

在浙江大學、浙江理工大學效率提升策略及理論計算的支持下,創(chuàng)新團隊提出三維層流風場技術(shù),攻克了鈣鈦礦薄膜大面積結(jié)晶均勻性難題。

“三維層流風場技術(shù)就像在涂了鈣鈦礦溶液的玻璃基板上放置一個結(jié)構(gòu)復雜的‘抽油煙機’。通過巧妙結(jié)合旋涂工藝、真空閃蒸工藝,讓氣流平穩(wěn)、均勻、定向地掠過玻璃基板,起到干燥的作用,從而讓鈣鈦礦更均勻地結(jié)晶。”顏步一說,通過計算流體力學仿真優(yōu)化,三維層流風場技術(shù)實現(xiàn)了對鈣鈦礦薄膜厚度的精準控制,使0.79平方米面積上的鈣鈦礦薄膜厚度波動小于3微米。

據(jù)介紹,與傳統(tǒng)工藝相比,三維層流風場技術(shù)減少了表面缺陷,優(yōu)化了結(jié)晶形態(tài),使殘留溶劑減少90%。經(jīng)戶外實證推算,應用新技術(shù)的鈣鈦礦組件10年衰減率不超過10%,達到光伏組件使用壽命的要求。

位于浙江麗水的農(nóng)光互補鈣鈦礦光伏電站

此外,基于該技術(shù)建造的百兆瓦鈣鈦礦量產(chǎn)線,組件良率突破98.5%,0.79平方米組件功率達118W。在此基礎(chǔ)上建設的500千瓦級鈣鈦礦商業(yè)電站,單位裝機容量等效滿發(fā)時長較晶硅組件高29%,高溫季發(fā)電量較晶硅組件多31.9%。

美國加州大學洛杉磯分校材料科學與工程系主任、歐洲科學院院士楊陽表示,該項新技術(shù)兼顧了效率、穩(wěn)定性與生產(chǎn)良率和可擴展性,表明鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)已具備了規(guī)?;慨a(chǎn)的基本條件。據(jù)了解,目前該技術(shù)正拓展至柔性組件、光伏建筑一體化、車載能源等場景。



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