柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率創(chuàng )世界紀錄

11月20日，記者從隆基綠能科技股份有限公司獲悉，該公司聯(lián)合蘇州大學(xué)、西安交通大學(xué)等研究團隊研發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級柔性疊層電池效率達29.8%。該電池效率獲德國弗勞恩霍夫太陽(yáng)能研究所認證，成為全球首個(gè)獲權威認證的該類(lèi)型電池效率世界紀錄。這一成果近日在線(xiàn)發(fā)表于《自然》雜志。

晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術(shù)通過(guò)融合兩種半導體材料，將理論效率大幅提高，是公認的新一代光伏技術(shù)。然而，其商業(yè)化一直面臨柔性與穩定性難以兼顧的核心難題。

傳統觀(guān)念認為，單晶硅是剛性脆性材料。研究團隊通過(guò)將硅片厚度降至60微米，使其具備柔韌性，彎曲半徑低于2厘米也不會(huì )破裂。但鈣鈦礦功能層在彎曲時(shí)易分層失效的問(wèn)題，仍制約著(zhù)其實(shí)際應用。

為此，研究團隊創(chuàng )新構建了“疏松加致密”的雙層緩沖層結構，其中疏松層能像彈簧床墊一樣吸收機械應力，致密層則確保高效的電荷傳輸。這一設計有效化解了應力緩沖與高效傳輸的矛盾。

基于該技術(shù)，研究團隊研制出厚度僅60微米的超薄全硅片柔性疊層器件。該器件不僅實(shí)現了近30%的轉換效率，還可對折，彎曲半徑僅1.5厘米，重量不到4.4克，單位重量功率高達1.77瓦/克。實(shí)驗室小面積器件效率經(jīng)美國國家可再生能源實(shí)驗室認證達到33.4%。

隆基綠能科技股份有限公司首席科學(xué)家、中央研究院副院長(cháng)徐希翔表示，這項突破為柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池在空間光伏、車(chē)載光伏等輕質(zhì)高功率光伏場(chǎng)景的商業(yè)開(kāi)發(fā)奠定了基礎。