新加坡国立大学的科学家们近期宣布，他们成功在工业级绒面硅片上，通过气相沉积工艺制造出了兼具高效率与长期热稳定性的钙钛矿-硅叠层太阳能电池。这一突破解决了该技术走向商业化部署的核心障碍。
该研究由新加坡国立大学化学与生物分子工程系助理教授、新加坡太阳能研究所（SERIS）钙钛矿基多结太阳能电池课题组负责人侯毅博士领导。其团队开发的创新气相沉积工艺，首次成功地将高质量的钙钛矿层均匀地集成到了具有微米级绒面结构的工业硅片上——这种硅片结构与当前商业太阳能电池生产中所使用的完全相同。
此前，气相沉积虽被视为与现有产业兼容的生产路线，但在工业硅片陡峭的“金字塔”绒面结构上始终难以制备出稳定的钙钛矿层。新加坡团队通过设计一种特殊的表面结合分子，成功解决了这一难题。该分子能够在气相沉积过程中促进钙钛矿前驱体化合物的均衡吸附，从而实现均匀的薄膜形成，并显著提升了器件对高温的耐受性。
研究团队宣称，基于此技术制造的叠层电池实现了超过30%的功率转换效率，并展现出优异的长期运行稳定性。在标准行业压力测试（85摄氏度、一个太阳光照强度下），电池的T90寿命（性能衰减至初始值90%所需的时间）超过了1400小时，整体稳定运行时间超过2000小时。所展现的耐久性使其跻身于目前报道过的最稳定的钙钛矿-硅叠层电池之列，证明了其适用于屋顶、大型电站及工业太阳能应用的潜力。
侯毅博士表示：“我们这项工作的关键创新点在于，首次成功演示了高质量气相沉积钙钛矿层与工业微米绒面硅片的保形集成。这使得器件同时具备了高效率和前所未有的热稳定与运行稳定性，将这项技术显著地推向了实际应用。”
研究人员指出，下一步工作将聚焦于将这项实验室规模的工艺放大至大面积组件，并把气相沉积方法整合到中试生产线上，这是实现商业化前必须跨越的一步。侯毅博士补充道：“同时，我们正在开发针对可制造性优化的下一代钙钛矿材料组分和界面设计，旨在实现钙钛矿-硅叠层太阳能电池的可靠、大规模生产。”
值得注意的是，今年6月，新加坡太阳能研究所的研究人员曾报告了钙钛矿-有机叠层太阳能电池取得了26.4%的认证效率世界纪录，并在更大测试器件上达到26.7%，创下了该技术至今的最高性能。此次在新一代叠层电池稳定性上的突破，进一步巩固了该团队在该领域的领先地位。
参考消息来源：www.pv-magazine.com
