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    23.4%!西湖大學科研團隊在柔性疊層太陽電池領域取得重要突破

    2025-02-06 08:29:35 太陽能發電網
    記者5日從西湖大學獲悉,該校未來產業研究中心、工學院王睿團隊在柔性疊層太陽電池領域取得重要突破——他們成功讓鈣鈦礦與銅銦鎵硒兩種材料疊在一起,光電轉換效率達到23.4%。相關研究成果日前刊發在《自然·光子學》期刊上。

      “如果把單結鈣鈦礦太陽電池比作單層蛋糕,疊層太陽電池便是多層蛋糕。”王睿打比方說,每一層半導體材料層都能“捕捉”特定波長的太陽光。因此它能吸收比“單層”電池更廣泛的太陽光能量,更高效地將太陽光轉化為電能,從而突破單結太陽電池轉換效率天花板。

      王睿團隊選擇將鈣鈦礦與銅銦鎵硒(CIGS)這兩種材料進行疊層研究。

      制備疊層太陽電池,如同在微觀世界里做蛋糕,是個手藝活。這塊“蛋糕”不僅有15層之多,而且對每一層的厚度、均勻性都有嚴格要求。

      2022年,王睿實驗室啟動兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池研發工作。經過一年多嘗試,銅銦鎵硒基底上的鈣鈦礦薄膜依然布滿孔洞,無法形成致密光吸收層。2023年底,團隊成員田柳文和王睿商量后決定,跳出之前一直使用同一種鈣鈦礦薄膜制備工藝的思維定式,在銅銦鎵硒基底上嘗試不同的鈣鈦礦薄膜制備工藝。

      遭遇多次失敗后,他們終于在電鏡下首次發現,其中一個樣品具有均勻致密的鈣鈦礦表面形貌。此后,王睿團隊通過優化鈣鈦礦層以及其他層的制備工藝,在兩端柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒疊層太陽電池技術上實現了快速突破,光電轉換效率不斷攀升。

      “這種柔性輕薄的疊層太陽電池,厚度僅相當于一根頭發絲的直徑,其未來有望應用于建筑、汽車、飛行器、柔性可穿戴設備等多個領域。”王睿介紹。

    作者: 來源:科技日報 責任編輯:jianping

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