硅与钙钛矿联手提升太阳能电池转化效率

来源:材料人网发布时间:2016-01-11 10:44:41

英国科学家发现,硅与钙钛矿联手将有神奇的功效:转化效率提高几个百分点。

短期内,硅在太阳能材料的主导地位是不会被取代的。不过不可否认,钙钛矿这种新兴材料正在取得越来越多的人的关注。它能迅速提高效率而且成本较低,其截然不同的结构赋予了独特的电性能,进而成为太阳能领域的新宠。

现在,牛津大学物理学家,同时也是钙钛矿大家Henry Snaith领导的团队证明了一件事:传统的硅电池和新兴的钙钛矿电池的结合可以将太阳能转化效率提升几个百分点。

他们认为,“硅-钙钛矿”串联设备具备将效率提高到超过25%,而现有的使用硅的商业化设备只有17-20%。虽然测量结果是在实验室环境下进行的,但研究人员相信这种制备方法最终会被采用,而它的效率将比市面上最好的硅板的还要高出一截。

由硅组成的高性能太阳能电池串联设备,在实验室中的效率已经达到了40%。但由于需要极其复杂的制备过程,这种设备非常昂贵。

而Snaith的硅-钙钛矿太阳能电池制备相对简单、便宜,而且可以利用现有的硅太阳能电池生产线,只需要多加几道工序而已。大量的专家认为钙钛矿太阳能电池的商业利用短期内是必须与硅电池相结合的。

已经有部分研究团队对硅电池和钙钛矿电池串联进行了研究,不过效率受限于钙钛矿和硅的太阳能吸收光谱并不完全匹配。但调整钙钛矿的吸收光谱将导致结果不稳定进而影响性能。

Snaith和同事们提出一种方案,将材料中某些离子用铯离子取代,就可以达到理想的光伏效果,同时保持材料的结构稳定。

研究团队仅在小范围内做了试验,要想真正市场化还有很多工作要做。

团队的联合投资方是牛津光伏。其首席技术官Chris Case认为,这种研究成果说明研究人员是如何迅速地突破固有障碍,制备稳定、高性能的太阳能电池。Case拒绝透露该技术的具体细节,不过透露牛津PV已经证实全尺寸电池的效率已经接近23%,进一步可以突破25%。Case坦承最近几年达到28%甚至30%是不太现实。

钙钛矿技术目前还存在一个很大问题:材料在潮湿和空气中的稳定性较差。而且钙钛矿电池在能量系统中寿命是否够长也是个问题。不过,Case透露牛津PV在朝着发布商业化产品进发,产品定位是那些想在2017年提升效率的硅板制造商。

该研究成果发表于Nature


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201601/11/94921.html
责任编辑:xiaoxue
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
跨国合作!5GW钙钛矿/晶硅叠层光伏组件制造项目签约!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-23 09:00:43

本文报道了印度Rayzon Solar公司与美国Caelux公司达成五年战略合作,将在印度古吉拉特邦共建5吉瓦钙钛矿/晶硅叠层光伏组件制造基地。合作核心是将Caelux自主研发的“活性发电玻璃”技术——一种后端集成型、玻璃替代式钙钛矿薄膜方案——与Rayzon量产的TOPCon双面组件深度融合,实现28%的光电转换效率,并兼容现有产线,降低升级成本。项目依托Rayzon已获ALMM认证的两处生产基地,产品将满足印度PLI计划要求,具备参与各级政府招标资质。该合作响应印度“印度制造”及国家光伏制造战略,支撑其2030年500吉瓦非化石能源目标。首批样品已完成中试,预计2028年量产。此举亦标志Caelux全球化技术落地迈出关键一步,继北美合作后,在亚太市场形成双轨布局。(199字)

35.5%!隆基再次刷新晶硅-钙钛矿叠层电池效率世界纪录来源:隆基绿能 发布时间:2026-07-16 09:28:24

隆基绿能宣布晶硅-钙钛矿叠层电池效率达35.5%,创世界新纪录!该技术理论极限达43%,远超单结电池。年内屡破纪录,35.2%效率已入第68版《太阳能电池效率表》,大尺寸组件效率达31.4%,产业化进程加速。

120颗卫星,用上钙钛矿太阳翼!光因科技与遨天科技达成战略合作来源:光因科技 发布时间:2026-07-16 08:51:16

2026年7月,光因科技与遨天科技签署战略合作协议,共同推进钙钛矿太阳翼在商业航天领域的应用。双方将围绕该新型空间电源的适配设计、在轨验证、批量供货及规模化部署开展深度协同,旨在推动钙钛矿光伏技术从试验验证迈向星座组网阶段。根据规划,遨天科技拟于2031年前发射120颗卫星,并向光因科技采购其钙钛矿太阳翼总体解决方案。作为国内商业航天电推进领域的领军企业,遨天科技已建成商用电推进智能产线,交付超200台推进系统,其中百余台已入轨,广泛支撑国家重大星座建设;光因科技则依托钙钛矿光伏产业化能力,成为遨天卫星电源系统的核心供应方。(198字)

MSWay与Halocell Energy签署合作备忘录,联合攻关柔性钙钛矿太阳能电池技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-15 08:54:14

MSWay与Halocell Energy近日签署合作备忘录,双方将联合推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。MSWay将为其提供自主研发的柔性透明电极(FTE)材料,该材料具备高透光率、优异导电性与强机械柔韧性,是提升钙钛矿电池电荷收集效率、耐用性及整体性能的关键组件。这些FTE材料将被集成至Halocell Energy基于卷对卷(R2R)工艺的可打印钙钛矿太阳能电池生产流程中,以加速轻质、高效柔性光伏产品的规模化制造。此次合作旨在开发面向高价值及新兴应用场景的灵活太阳能解决方案,既是MSWay拓展国际技术联盟的重要举措,也为其柔性电极技术进入全球下一代太阳能市场奠定基础。双方将持续协作,推动柔性光伏技术商业化进程,助力可持续能源产业发展。(199字)

跻身第一梯队 协鑫集成柔性钙钛矿叠层电池认证效率突破33.44%来源:协鑫集成 发布时间:2026-07-14 13:40:27

协鑫集成自主研发的柔性晶硅钙钛矿叠层电池,经CPVT认证实现33.44%的光电转换效率,达到其“五年计划”中2026年的阶段性目标,并跻身全球该领域第一梯队。该成果由协鑫集成博士后工作站与苏州大学杨新波教授团队联合攻关完成,聚焦超薄硅基底适配、界面钝化及柔性应力调控等关键技术难题。相比传统刚性电池,该柔性叠层电池具备轻薄、可弯曲不碎裂、器件级比功率超2000W/kg等优势,显著提升单位重量发电能力。技术突破覆盖材料、结构与工艺层面,为卫星、空间站及深空探测等高端场景提供新型高效能源解决方案。后续研发将重点推进稳定性提升与大面积制备工艺产业化。

全行业首条1GW轻质柔性钙钛矿太阳能电池项目签约!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-07-13 08:59:31

7月11日,咸阳市在咸阳高新区集中签约6个光电产业项目,总投资78亿元,涵盖光无源器件、滤光片、纳米偏振片、光学设备自动化及轻质柔性钙钛矿太阳能电池等领域。其中,西安天交新能源有限公司投资建设的轻质柔性钙钛矿项目为全行业首条1GW量产线,依托西安交通大学吴朝新团队自主研发的低成本大面积制备工艺与高可靠性薄膜封装技术,突破柔性钙钛矿电池在效率、稳定性和可弯折性方面的瓶颈。该技术跨界融合柔性电子封装经验,显著提升产品可靠性与经济性,可生产超轻、超薄、可弯曲电池,适用于物联网、BIPV、车载光伏及航空航天等高端场景。项目填补咸阳市在光电转换与光电子材料领域的产业空白,标志企业由中试验证迈入规模化量产新阶段。

山东科技大学科研团队在柔性钙钛矿太阳能电池研究方面取得新突破来源:中新网 发布时间:2026-06-30 10:11:41

山东科技大学豆洁、段加龙、唐群委团队在柔性钙钛矿太阳能电池稳定性难题上取得重要进展,相关成果发表于《Nature Communications》。针对柔性器件中钙钛矿层与聚合物基底热膨胀失配导致的疲劳裂纹问题,团队提出“错位偶极工程”策略,设计出一种可修复的含氟聚合物弹性体并引入钙钛矿薄膜。该材料显著增强晶界韧性、抑制热膨胀,从而缓解热应力损伤。实验显示,柔性器件光电转换效率达25.54%,刚性对照器件为26.83%;在严苛条件下表现优异:经11000次弯曲和500次热循环后,效率仍保持初始值90%以上。该研究为高稳定性、长寿命柔性光伏器件的实用化提供了新路径。

跻身2026《财富》中国科技50强,引爆协鑫科技科创转型多元增长新曲线来源:协鑫科技 发布时间:2026-06-26 17:28:03

协鑫科技入选2026《财富》中国科技50强,凭FBR颗粒硅全球龙头地位及钙钛矿GW级产线、磷酸铁锂与硅碳负极双线突破,实现“硅、锂、碳”多元低碳材料布局。研发投入8.49亿元,专利近2000件,加速全球化低碳科技产业化。

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

北京大学周欢萍/严纯华等Nature:原位聚合限域策略实现高效蓝光钙钛矿LED来源:北京大学材料科学与工程学院、北京大学新闻 发布时间:2026-06-18 15:22:05

北京大学周欢萍、严纯华与孙聆东等合作,在《自然》发表研究,提出“原位纳米晶限域”策略,突破蓝光钙钛矿LED(PeLED)发展中高结晶性与小尺寸难以兼顾的核心瓶颈。该策略利用可聚合配体在结晶过程中原位形成聚合物网络,动态限制纳米晶生长,既抑制晶粒过度长大,又延长晶格重排时间,从而获得尺寸均一、缺陷少、结晶度高的纳米晶;同时诱导正交相向立方相转变,削弱电子-声子耦合,提升辐射复合效率。所得薄膜光致发光量子产率(PLQY)达83%,据此制备的蓝光PeLED在491 nm处实现21.8%的外量子效率(EQE),并使器件运行寿命提升超6倍。该方法具有普适性,为高性能光电材料设计提供了新路径。

天合光能钙钛矿/晶体硅叠层组件产品全球高端户用市场首单签约来源:天合光能 发布时间:2026-06-17 09:41:43

天合光能钙钛矿/晶硅叠层组件斩获全球高端分布式市场首单——落地新西兰,系中国叠层技术产品进军全球高端户用市场的“零的突破”。依托900+W世界纪录技术,实现效率跃升20%–30%、BOS成本降低15%–20%,标志叠层技术正式迈入商业化落地新阶段。