新型太陽能電池問世：實現(xiàn)在高溫環(huán)境下的高效穩(wěn)定運(yùn)行

上海自動化儀表四廠近日，新加坡國立大學(xué)科學(xué)家研制出一種耐熱鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池。該電池不僅光電轉(zhuǎn)換效率超過34%，更在65℃高溫下連續(xù)運(yùn)行1200小時后，性能幾乎保持不變。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

　　上海自動化儀表四廠近年來，隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮娜找嬖鲩L，太陽能作為一種豐富且可再生的能源，其開發(fā)利用技術(shù)備受關(guān)注。傳統(tǒng)的硅基太陽能電池雖然技術(shù)成熟，但在光電轉(zhuǎn)換效率和耐高溫性能方面仍有提升空間。

　　據(jù)了解，目前硅基太陽能電池已廣泛應(yīng)用于全球各地的屋頂與田野，但其性能正逐漸逼近理論。為提升發(fā)電效率，科學(xué)家讓硅與具潛力的材料——鈣鈦礦“聯(lián)姻”，形成疊層結(jié)構(gòu)，以期在同一面積內(nèi)吸收更多陽光、產(chǎn)生更多電力。這類被稱為“鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池”的混合器件，雖已實現(xiàn)接近35%的轉(zhuǎn)換效率，但其長期穩(wěn)定性仍是制約發(fā)展的瓶頸問題之一。

　　而此次新加坡國立大學(xué)科學(xué)家們研制的耐熱鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池，憑借其優(yōu)勢性能表現(xiàn)，為太陽能電池領(lǐng)域帶來了新的突破。該電池結(jié)合了鈣鈦礦材料的高光電轉(zhuǎn)換效率和硅材料的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，為太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用開辟了更廣闊的前景。

　　該款電池在持續(xù)光照與高溫下測試表現(xiàn)，鈣鈦礦本身性能穩(wěn)定，但負(fù)責(zé)在層間傳輸電荷的“空穴傳輸層”，即自組裝單層(SAM)卻開始失效。SAM在受熱時會逐漸失去有序結(jié)構(gòu)，擾亂電流通路，導(dǎo)致電池性能下降。

　　上海自動化儀表三廠為解決這一問題，團(tuán)隊研發(fā)出一種新型SAM，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出新型疊層太陽能電池。測試結(jié)果顯示，其光電轉(zhuǎn)化效率突破34%。而且，在65℃高溫環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行1200小時后，該電池仍能保持96%以上的初始性能，這在鈣鈦礦太陽能電池中實屬難得。

　　未來，上海自動化儀表三廠隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，太陽能電池將更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，為實現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。