中国科研新突破!钙钛矿量子点太阳能电池效率达18.3%,创新技术破解表面缺陷难题

来源:清洁能源视界发布时间:2025-10-11 08:51:06

在追求更高效率太阳能技术的全球竞赛中,中国科学家团队再次实现关键突破。华北电力大学研究人员通过一项名为"碱增强反溶剂水解"(AAAH)的创新策略,将钙钛矿量子点太阳能电池的认证效率提升至18.3%,创造了该类电池的最高世界纪录。这项发表于《自然通讯》的研究,不仅刷新了效率数字,更攻克了长期困扰量子点太阳能电池发展的表面配体交换不充分的核心技术难题。

钙钛矿量子点因其可调节的带隙、高光吸收系数和优异的缺陷容忍度,被光伏领域视为下一代明星材料。特别是碘化铅钙钛矿量子点,其带隙接近理想光伏材料的理论极限值。然而,这些直径仅纳米级的半导体颗粒在实际应用中却遭遇瓶颈——传统制备过程中使用的酯类反溶剂难以有效取代量子点表面的绝缘配体,导致表面形成大量空位缺陷,严重影响电荷传输效率。这好比设计精良的高速公路网在关键枢纽出现多处"断头路",使得车流无法畅通。

面对这一挑战,研究团队独辟蹊径,通过在反溶剂中添加碱性物质构建碱性环境,大幅促进了酯类溶剂的水解反应。理论计算显示,碱性环境下苯甲酸甲酯水解的活化能降低了约9倍,使反应从难以进行转变为自发过程。这种创新方法使量子点表面获得了更多导电配体,有效填补了表面空位缺陷,显著提升了电荷传输效率。研究人员形象地解释:"这就像为量子点穿上了一件更合身的导电外衣,让电子能够顺畅通过。"

这一技术突破带来了令人振奋的性能表现。实验数据显示,基于AAAH策略制备的太阳能电池不仅实现了18.37%的冠军效率,经第三方认证效率达到18.3%,还展现出优异的稳定性——在连续光照400小时后效率损失仅10%,在30天储存后仍保持82%的初始效率。更值得关注的是,研究团队成功制造出1平方厘米的电池,实现了15.60%的效率,证明了该技术在大面积制备方面的应用潜力。

从科学层面深入分析,这一突破的价值远超效率数字的提升。显微镜下的图像清晰显示,经过新方法处理的量子点薄膜具有更均匀的晶体结构、更光滑的表面形貌和更少的颗粒团聚现象。专业测试表明,新型电池的陷阱密度显著降低,电子迁移率明显提升,这意味着电荷在材料内部的传输更加顺畅,能量损失大幅减少。

这项技术的辐射价值还体现在其广泛的适用性上。AAAH策略可适用于不同组分的钙钛矿量子点和多种制备工艺,为量子点表面化学调控提供了全新思路。与此同时,华北电力大学其他团队也在钙钛矿光伏领域取得重要进展,例如通过电解掺杂策略实现了26.16%的光电转换效率,这些突破共同推动着钙钛矿光伏技术向商业化目标稳步迈进。

随着全球能源转型进程加速,光伏技术的每一步突破都承载着特殊意义。这项创新不仅刷新了效率纪录,更重要的是开辟了钙钛矿量子点表面调控的新路径。未来,这项技术有望在建筑光伏一体化、柔性电子设备等新兴领域展现应用价值。科学家们手中的钙钛矿量子点,正如播种在新能源田野上的种子,孕育着绿色能源发展的无限可能。

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
再获殊荣!云万家获评“2026中国光储电站运维技术创新企业奖”!来源:云万家运维 发布时间:2026-09-23 09:56:34

GOOD NEWS热烈祝贺9月22-23日,第二十一届亚洲光伏与储能创新论坛暨展览会(AsiaPVES 2026)在杭州举行。本届大会以“聚力光储·共筑零碳”为主题,围绕光储技术创新、电站投资建设与运营、零碳园区规划建设等议题组织论坛交流,同期举办2026中国零碳园区产业发展论坛、第十届中国分布式与户用光储品牌展览会。9月22日晚,大会颁奖盛典举行,2026年度系列奖项现场揭晓。河北新锐浩通电力工

中国太阳能电池板出口在2026年8月下降39%来源:IDN 发布时间:2026-09-20 09:39:39

2026年8月,中国太阳能电池和电池板出口量同比下降39%,至84万吨;出口额达22.5亿美元,同比下降23.1%;出口数量约为9.249亿块,同比减少37.8%。尽管环比微增(较7月的83万吨略有上升),但这是在政府取消出口退税优惠政策后连续第四个月出现同比下降。作为全球最大的太阳能电池及组件生产国,中国此次出口持续下滑反映出政策调整对行业外贸格局的显著影响——出口激励弱化正推动出口节奏放缓、贸易结构面临重塑。数据源自中国海关统计,经路透社报道确认。

点亮新首都!印尼首个山地光储一体化项目全容量并网背后的“中国方案”来源:安泰新能源 发布时间:2026-09-17 09:56:14

印尼新首都努桑塔拉首个山地光伏+储能项目投运,创印尼多项“第一”。面对复杂地形、严苛防腐、极限工期与高本地化率要求,安泰新能源定制铝合金支架系统,创新采用立柱可调设计、跨国协同供应链及螺旋管桩快装工艺,年发绿电9300万千瓦时,减碳10.4万吨,成为“一带一路”绿色标杆。

包头市:布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术来源:包头市人民政府 发布时间:2026-09-11 08:49:42

包头市于9月8日发布《“十五五”时期推动清洁能源产业高质量发展行动方案》,旨在加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,助力老工业基地绿色转型。方案提出到2030年实现新能源并网装机2400万千瓦、储能装机750万千瓦的发展目标,并围绕供给提升、储能扩容、风光制氢、传统能源清洁利用及生物质开发五大方向部署重点任务。在装备升级方面,强调做优晶硅光伏配套(如铝边框、多晶硅芯),同时前瞻性布局钙钛矿、叠层等新一代太阳能电池技术产业,推动技术迭代与本地化配套。此外,方案还系统规划了电网强化、氢能管网、充换电设施、创新平台建设及产业生态优化等支撑举措,突出以新质生产力引领清洁能源全产业链高质量发展。(199字)

华为斩获TÜV莱茵2026“质胜中国”构网型储能技术创新奖来源:华为智能光伏 发布时间:2026-09-09 09:26:45

2026年9月3日,在德国TÜV莱茵主办的2026第十二届“质胜中国”光储盛典中,华为构网型储能高精SOC算法平台荣获2026年“质胜中国”构网型储能技术创新奖,SOC高精度估算与校准技术,已然成为保障储能系统可靠运行、释放电站全生命周期价值的重要技术根基。今年6月,华为数字能源联合TÜV莱茵,于慕尼黑Intersolar Europe展会发布《储能系统全生命周期高精度SOC算法白皮书》,TÜV莱

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目落地云南来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-09-09 09:24:56

西南地区首个工业级钙钛矿/晶硅叠层光伏实证项目在云南丽江落地,依托云南省重大科技专项“绿氢高效制备关键技术研究及应用”,由昆明理工大学、三峡集团云南公司与仁烁光能联合实施。项目突破两大核心技术瓶颈:一是研发出稳定性显著提升的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,光电转化效率达33%,双85老化1100小时后性能保持率超90%;二是开发出高性能钴基非贵金属电解水催化剂,实现大电流下高效稳定制氢。配套建成1000Nm³/h“光伏直连制氢”示范工程,年产绿氢320吨,并投运高原适用的集装箱式氢燃料电池热电联产系统,形成覆盖“发电—制氢—储运—用能”的全链条零碳微循环模式。(199字)

中国太阳能技术推动非洲可再生能源发展来源:UA.NEWS 发布时间:2026-09-08 09:56:42

本文介绍了中国太阳能技术对非洲可再生能源发展的关键推动作用。在能源成本高企、电网覆盖不足的背景下,价格更具竞争力的中国光伏组件与储能系统正加速非洲家庭和企业向清洁能源转型。数据显示,2025年非洲新增太阳能装机容量达4.5吉瓦,同比增长54%;国际能源署预计2024年该数字将再创新高。中国企业和金融机构深度参与多个标志性项目,如埃及本班太阳能园区、埃塞俄比亚阿达玛风电场及南非德阿尔风电项目。在尼日利亚,因电网薄弱,民众长期依赖约2200万台燃油发电机,年运行成本高达120亿美元;而中国光伏产品的经济性使分布式太阳能成为可行替代方案,促使政府于2024年4月启动分散式能源系统建设。

停牌!一光伏上市企业筹划控制权变更来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-01 08:44:18

宇邦新材(创业板上市光伏焊带企业)于8月28日公告,其控股股东苏州聚信源及实际控制人肖锋、林敏正筹划公司控制权变更事项,交易完成后可能导致控股股东和实控人发生变更。鉴于该事项存在重大不确定性,为保障信息披露公平、防范股价异常波动,公司向深交所申请自8月31日起停牌,预计不超过2个交易日,并将及时披露后续进展。作为光伏上游核心材料供应商,宇邦新材主营互连焊带与汇流焊带,产品广泛应用于地面电站及分布式光伏项目。当前光伏行业处于产能调整期,产业链资本运作趋于活跃。此次控制权变更若顺利实施,或推动公司战略与业务方向的调整,公司亦提示投资者关注相关风险。

高纪凡主任领衔科研团队,天合光能首次以第一通讯单位登顶《Nature》来源:天合光能 发布时间:2026-08-20 09:48:21

天合光能联合复旦、东南大学在《Nature》发表钙钛矿/钙钛矿/硅三结叠层电池突破性成果,首次以第一通讯单位登顶该刊。团队攻克宽带隙钙钛矿电压损失与光学失配难题,实现32.22%世界最高稳态效率(16 cm²器件达26.97%),为轻质高效空间光伏提供新路径。

10亿美元!钙钛矿企业已签署约2.5GW产品销售意向书!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-08-19 08:56:33

Tandem PV是一家专注于钙钛矿-硅叠层太阳能技术的企业,近期已实现首块生产级面板下线,并签署约10亿美元(约合2.5GW)的产品销售意向书。公司正推进从实验室向量产的工程放大,目标今年晚些时候启动付费试点部署,以获取户外实证数据并满足融资要求;预计2028年实现吉瓦级量产,组件效率达34%,2030年有望提升至37%。其4端子机械堆叠结构采用双玻封装,提供30年质保、年衰减≤1%,实测一年无显著衰减。产品兼容多种硅电池技术(PERC、TOPCon、HJT等),可适配美国本土供应链并享受多重税收抵免。目前融资约1亿美元,制造布局符合美国国内含量及税收激励政策。

给钙钛矿“抛光上漆” 太阳能电池也可兼得“高效”与“长寿”来源:光明日报 发布时间:2026-08-17 09:38:20

北京大学周欢萍教授团队针对钙钛矿太阳能电池“高效率”与“长寿命”难以兼顾的难题,提出一种基于等离子体的表面工程新策略:先用氩气等离子体物理刻蚀去除缺陷富集的表层(“抛光”),再利用四氟化碳等离子体激活氟物种,原位生成4–7纳米厚、连续致密的氟化铅保护层(“上漆”)。该方法显著降低界面缺陷密度约一个数量级,优化能级排列,提升电荷提取效率。实验表明,小面积电池光电转换效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环应力下均表现出优异稳定性。该技术为高性能钙钛矿光伏产业化提供了新路径。