中国光伏再破纪录!钙钛矿-硅串联太阳能电池实现33.15%的效率

来源:清洁能源视界发布时间:2025-08-18 15:38:25

想象一下,一块看似普通的硅片表面,并非光滑如镜,而是覆盖着无数微米级的冰山金字塔。这些金字塔本是提升传统硅电池光捕获能力的秘密武器,却也成了叠加上层钙钛矿电池的巨大障碍,崎岖的地形让高质量钙钛矿层难以生长,效率与稳定性难以兼得。昨天,来自中国浙江大学的科学家们,就在这片微观险峰深谷之上,实现了历史性突破。

图片

顶级期刊《自然通讯》发表了他们的最新成果:基于工业纹理硅(ITS)基底,团队成功研制出钙钛矿-硅串联太阳能电池,其光电转换效率高达33.15%。这不仅是该技术路线下利用工业级纹理硅所取得的全球最高纪录,更是中国光伏核心技术攻坚的又一次硬核实力展现。

破解“冰山”困局的巧思
面对凹凸不平的微米级金字塔“地貌”,浙大团队祭出了一个精妙而务实的解决方案——二氧化硅纳米球(SiO₂)。它们像训练有素的“微米级填缝工”,在旋涂过程中精准地沉降、填充金字塔之间的深谷,有效抚平了基底表面的剧烈起伏。

“这相当于在险峻的峡谷间铺设了一层稳定的缓冲带,”一位业内资深技术专家评价道,“用二氧化硅纳米球这种低成本、易获取、工艺兼容性强的方案,一举解决了钙钛矿在工业纹理硅上生长的界面工程难题,是迈向大规模产业化的关键一步。”相较于此前研究中使用的氧化铝纳米颗粒或聚合物材料,二氧化硅纳米球凭借其物理特性,在填充效果和工艺简便性上更具优势。

效率登顶,稳定无忧
在二氧化硅纳米球平整化的“地基”上,研究人员精确构筑了电池各功能层:包括关键的自组装分子层(SAM)、钙钛矿吸光层、电子传输层等。最终,这块面积1平方厘米的串联电池,在标准测试条件下,效率成功突破33.15%,效率数据经权威认证。

更令人振奋的是其卓越的稳定性表现。经过严苛的1000小时连续测试,新电池仍保持了91.7% 的初始效率。而作为对比,使用传统亚微米纹理硅(STS)制备的同类串联电池,效率则衰减至78.4%。这充分证明了二氧化硅纳米球修饰策略对强化“埋藏界面”、提升器件长期可靠性的显著效果。

图片

为何这项突破意义重大?

工业纹理硅(ITS)的完美兼容:直接采用现有成熟硅电池生产线上的标准硅片,无需颠覆性改造,大幅降低了技术升级的门槛和成本,产业化前景极其明朗

二氧化硅纳米球方案的高效实用:材料易得、工艺简单、效果显著,是解决界面问题的高性价比方案

33.15%的效率标杆:将实用化尺寸的钙钛矿-硅串联电池效率推向了前所未有的高度,逼近理论极限,大幅提升了单结硅电池的效率天花板。

稳定性突破:解决了高纹理基底上钙钛矿器件稳定性差的痛点,为商业化应用扫除关键障碍。

当全球光伏产业还在为突破30%效率门槛而振奋时,中国团队已将标杆提升至33.15%。这不仅仅是实验室记录簿上的数字跃升,它预示着度电成本(LCOE) 存在进一步下探的巨大空间。行业分析普遍认为,此类高效稳定技术若成功导入量产,有望推动光伏发电成本再降10%-15%。

从技术引进到自主研发,再到如今的核心技术引领,中国光伏产业正以持续的硬核创新定义未来。33.15%的高效电池背后,是微米级金字塔峡谷间的精妙填平,更是中国科研面向世界科技前沿、解决产业化真问题的坚实足迹。下一次阳光普照,我们所用的每一度清洁电力,其成本或许正因这些“冰山”之上的中国智慧而悄然改变。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/18/50006339.html
责任编辑:周末
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
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。

好技术变成好生意:极电光能的钙钛矿第二场大考来源:索比光伏网 发布时间:2026-06-25 01:11:21

本文聚焦极电光能推动钙钛矿光伏技术产业化落地的实践路径,指出行业已从“能否做出”迈入“是否值得采用”的第二场大考。文章以极电无锡GW级产线稳定运行为背景,系统阐述其围绕“大尺寸、高效率、高稳定、低成本”构建的“极创+”量产技术体系,强调将材料科学问题转化为可工程化解决的制造难题;介绍面向真实场景的“创势”系列产品,涵盖高强度“玄甲”与轻量化“飞羽”,体现技术向产品转化;并指出通过银川、大庆等实证基地数据、第三方认证及19MW大型项目落地,正逐步建立客户、金融、保险等多方参与的商业化验证生态。全文凸显钙钛矿正从技术叙事转向以制造能力、场景适配和可信验证为支撑的商业闭环。(199字)

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。

33刷世界纪录!晶科能源再创钙钛矿/TOPCon叠层电池效率达34.82%来源:晶科能源 发布时间:2026-06-17 16:56:25

晶科能源N型TOPCon钙钛矿叠层电池转换效率达34.82%,再破世界纪录,系其第33次刷新电池效率与组件功率纪录。依托双层复合钝化、梯度结晶调控等核心技术突破,加速下一代光伏技术产业化进程。

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。

认证35.2%!钙钛矿/硅叠层NREL/NLR新纪录来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-05-29 08:56:31

近日,美国国家可再生能源实验室(NREL)与荷兰代尔夫特理工大学(NLR)联合更新的光伏电池效率认证记录显示,隆基绿能研发的钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现35.2%的光电转换效率(PCE),创下该类电池最新世界纪录。该器件开路电压(VOC)达1.998 V,短路电流密度(JSC)为20.55 mA/cm²,填充因子(FF)为85.2%,有效测试面积为0.9994 cm²。该成果标志着叠层光伏技术在突破单结硅电池理论效率极限(约29.4%)方面取得重要进展,凸显钙钛矿材料与成熟硅基技术结合在提升光伏转换效率方面的显著潜力。

30%+效率!曜能科技全球首片G12H p-HJT钙钛矿叠层电池喜获认证,正式探索太空光伏领域来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-28 09:34:38

曜能科技自主研发的G12H(210mm×105mm)钙钛矿/p型异质结(p-HJT)叠层电池,近日获中国计量科学研究院认证,全尺寸光电转换效率达30.53%,为全球首个通过认证的标准量产尺寸p-HJT叠层电池。该成果标志着公司从n型向p型叠层技术路线的重要升级,并正式开启太空光伏应用布局。相比传统航天电池,该叠层结构采用两端式设计,实现全光谱高效利用,效率对标三结砷化镓电池,同时具备优异辐射耐受性、低成本量产潜力及与现有p-HJT系统兼容性;通过减薄工艺还实现了可弯折特性,显著提升比功率,满足航天器对轻量化、柔性电源的需求。未来有望应用于低轨卫星、空间站及太空算力中心,推动太空能源向“普惠高效”转型。

普斯凯成功下线CVD全干法210钙钛矿/晶硅叠层电池!来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-05-27 08:13:50

合肥普斯凯新能源公司近日成功下线全球首块采用全干法化学气相沉积(CVD)工艺制备的210尺寸钙钛矿/晶硅叠层电池。该技术突破传统湿法工艺在绒面晶硅基底上成膜不均、界面复合严重、溶剂残留及量产难等瓶颈,依托CVD保形生长与高通量优势,实现薄膜致密均匀、无有机溶剂和重金属污染,良率与稳定性显著提升,单线产能达近万片/小时。作为首个面向商业化的大面积叠层电池,其兼具高转换效率潜力与现有晶硅产线兼容性,有望大幅降低光伏发电度电成本,加速叠层光伏产业化进程,并支撑我国光伏产业链升级与“双碳”目标实现。(198字)

新加坡南洋理工大学Bruno教授团队成功研发半透明超薄钙钛矿太阳能电池,厚度仅头发丝万分之一来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-21 08:26:20

5月20日消息,新加坡南洋理工大学 的科学家团队开发出一种新型超薄半透明钙钛矿太阳能电池,其厚度仅为一根头发丝直径的万分之一,大约是传统钙钛矿太阳能电池的50分之一。研究人员称,这是采用类似材料制备的半透明钙钛矿太阳能电池中性能最高的数据之一。03研发进展与商业化前景据官方介绍,Bruno副教授是钙钛矿太阳能电池领域的先驱,她早期关于热蒸发钙钛矿太阳能电池的工作已被规模化。

突破稳定性瓶颈!上海交通大学赵一新团队开发钙钛矿多智能体AI平台实现高效稳定钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿产业网 发布时间:2026-05-20 08:56:33

赵一新团队开发了一种面向高效稳定钙钛矿太阳能电池设计的多智能体协同AI平台。图2钙钛矿组分、传输层及高稳定器件构型设计在多智能体AI平台的辅助下,团队设计的高效率钙钛矿太阳能电池在100C持续运行1000小时后仍能保持97%的初始效率,突破了其长期面临的稳定性瓶颈。