8月2日，北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院發(fā)布太陽(yáng)能電池領(lǐng)域重要研發(fā)進(jìn)展：針對(duì)鈣鈦礦和晶硅疊層太陽(yáng)能電池的效率和壽命問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)提出“晶核工程策略”，制備出高質(zhì)量的電池薄膜材料，顯著提高了太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期運(yùn)行的效率和穩(wěn)定性。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

近年來(lái)，鈣鈦礦和晶硅疊層太陽(yáng)能電池，一直是可再生能源領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。我國(guó)科學(xué)家將光電性質(zhì)優(yōu)異的鈣鈦礦材料和具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的晶體硅光伏材料結(jié)合，形成疊層太陽(yáng)能電池，應(yīng)用于移動(dòng)充電設(shè)備、農(nóng)村電力供應(yīng)等領(lǐng)域。

由北理工前沿交叉科學(xué)研究院教授陳棋帶領(lǐng)的能源光電子團(tuán)隊(duì)與復(fù)雜環(huán)境科學(xué)探測(cè)研究團(tuán)隊(duì)，一直致力于研發(fā)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性和更長(zhǎng)使用壽命的疊層太陽(yáng)能電池。“關(guān)鍵是對(duì)電池材料內(nèi)部結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制。然而，材料組分復(fù)雜，形成的電池薄膜容易分布不均，造成電池缺陷。”陳棋解釋，針對(duì)該問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)論證和實(shí)驗(yàn)，提出了一種“晶核工程策略”——大幅抑制其他非理想晶核的產(chǎn)生，減少晶核在結(jié)晶生長(zhǎng)中受局部環(huán)境的影響，從而制備出了高質(zhì)量的電池薄膜。

實(shí)驗(yàn)證明，擁有這種薄膜的太陽(yáng)能電池材料具有更穩(wěn)定的光熱轉(zhuǎn)換效率�？蒲腥藛T將封裝的鈣鈦礦和晶硅疊層太陽(yáng)能電池置于標(biāo)準(zhǔn)光照條件下，在25攝氏度和50攝氏度的溫度下分別跟蹤1301小時(shí)和800小時(shí)后，電池仍能保持超90%的初始效率。相較于此前的電池樣品，具有更長(zhǎng)的運(yùn)行壽命。

陳棋透露，電池還展現(xiàn)出在極端環(huán)境應(yīng)用的可能性：在全譜光照、零下溫度、低氣壓下運(yùn)行56小時(shí)后，依然保留了初始效率的90.4%。下一步，團(tuán)隊(duì)將圍繞鈣鈦礦和晶硅疊層太陽(yáng)能電池持續(xù)開展研發(fā)，使壽命更長(zhǎng)、運(yùn)行更穩(wěn)定的電池盡快投入使用。

(關(guān)鍵字：太陽(yáng)能)