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交大团队研发出高效率钙钛矿太阳能电池薄膜

2017-9-11 16:45:18

来源:东方网 作者:刘晓晶 选稿:叶页

  东方网记者刘晓晶9月11日报道:今天,上海交通大学召开新闻发布会,宣布该校材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室韩礼元教授团队使用更加经济安全的新方法制备出比蝉翼还薄数十倍的大面积钙钛矿薄膜,向实现大规模低成本太阳能发电的目标迈出了重要的一步。值得一提的是,该研究成果日前已在国际著名学术期刊《Nature》发表。

  人类社会的发展对能源的需求与日俱增,而煤炭、石油等传统化石能源却因不断消耗而逐渐匮乏,引发能源问题的同时还带来巨大的环境问题。太阳能取之不尽、用之不竭,把太阳能转化为电能的光伏技术,成为解决人类能源危机最具潜力的科技之一。然而,目前太阳能光伏电池制备成本较高、工艺复杂,难以实现大规模应用,迫切需要发展新一代低成本太阳能电池。

  “钙钛矿材料2009年首次应用于光伏技术,短短几年时间,实验室钙钛矿太阳能电池的光电转化效率屡屡取得突破,它的光电能量转换效率已经快速增长到22.1%,超过了多晶硅太阳能电池的效率水平,而发电成本却低于硅电池。因此,钙钛矿太阳能电池被评价为光伏研究领域极具竞争力、最有希望实现低成本发电的光伏技术。”韩礼元介绍说。

  既然钙钛矿电池很便宜,发电又“给力”,那为什么目前市面上还是硅电池更常见?因为这种新型太阳能电池“不好做”。

  韩礼元告诉记者:“电池如果要达到实用化需求,那它的关键部位——钙钛矿材料薄膜——面积要足够大,薄膜质量要足够好,这样才能保证电池的光电能量转换效率足够高。多晶硅太阳能电池的光电能量转换效率大约在21%左右,而现阶段超过20%认证效率的钙钛矿太阳能电池面积只能达到0.04cm2-0.2cm2,顶多像个米粒那么大,而且依靠现有制备薄膜的技术,钙钛矿薄膜的面积越大,越容易出现瑕疵,电池的效率就越低。我们团队用了3年时间解决这个问题,在大面积高质量钙钛矿薄膜制备的基础上,开发了有效面积36.1cm2的钙钛矿电池模块,在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率,建立了第一个大面积钙钛矿模块的效率世界纪录。”韩礼元表示,这一成果的出现意味着未来钙钛矿光伏技术有了走出实验室、实现大规模产业化的可能。

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交大团队研发出高效率钙钛矿太阳能电池薄膜

2017年9月11日 16:45 来源:东方网

  东方网记者刘晓晶9月11日报道:今天,上海交通大学召开新闻发布会,宣布该校材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室韩礼元教授团队使用更加经济安全的新方法制备出比蝉翼还薄数十倍的大面积钙钛矿薄膜,向实现大规模低成本太阳能发电的目标迈出了重要的一步。值得一提的是,该研究成果日前已在国际著名学术期刊《Nature》发表。

  人类社会的发展对能源的需求与日俱增,而煤炭、石油等传统化石能源却因不断消耗而逐渐匮乏,引发能源问题的同时还带来巨大的环境问题。太阳能取之不尽、用之不竭,把太阳能转化为电能的光伏技术,成为解决人类能源危机最具潜力的科技之一。然而,目前太阳能光伏电池制备成本较高、工艺复杂,难以实现大规模应用,迫切需要发展新一代低成本太阳能电池。

  “钙钛矿材料2009年首次应用于光伏技术,短短几年时间,实验室钙钛矿太阳能电池的光电转化效率屡屡取得突破,它的光电能量转换效率已经快速增长到22.1%,超过了多晶硅太阳能电池的效率水平,而发电成本却低于硅电池。因此,钙钛矿太阳能电池被评价为光伏研究领域极具竞争力、最有希望实现低成本发电的光伏技术。”韩礼元介绍说。

  既然钙钛矿电池很便宜,发电又“给力”,那为什么目前市面上还是硅电池更常见?因为这种新型太阳能电池“不好做”。

  韩礼元告诉记者:“电池如果要达到实用化需求,那它的关键部位——钙钛矿材料薄膜——面积要足够大,薄膜质量要足够好,这样才能保证电池的光电能量转换效率足够高。多晶硅太阳能电池的光电能量转换效率大约在21%左右,而现阶段超过20%认证效率的钙钛矿太阳能电池面积只能达到0.04cm2-0.2cm2,顶多像个米粒那么大,而且依靠现有制备薄膜的技术,钙钛矿薄膜的面积越大,越容易出现瑕疵,电池的效率就越低。我们团队用了3年时间解决这个问题,在大面积高质量钙钛矿薄膜制备的基础上,开发了有效面积36.1cm2的钙钛矿电池模块,在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率,建立了第一个大面积钙钛矿模块的效率世界纪录。”韩礼元表示,这一成果的出现意味着未来钙钛矿光伏技术有了走出实验室、实现大规模产业化的可能。