刷新世界纪录:中国科大钙钛矿电池稳态效率达26.7%

发布时间:2024-09-16

中国科学技术大学徐集贤教授团队近日在钙钛矿电池领域取得重大突破,成功研发出稳态效率高达26.7%的钙钛矿电池。这一成果不仅刷新了全球钙钛矿太阳电池稳态效率的世界纪录,更彰显了中国在这一前沿科技领域的领先地位。

钙钛矿电池是一种利用钙钛矿型有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池。与传统的晶硅电池相比,钙钛矿电池具有更高的效率上限和更低的生产成本。单结钙钛矿电池的理论效率上限超过30%,而双结叠层电池的效率上限更是接近45%,远高于晶硅电池29.4%的理论极限。

钙钛矿电池的发展历程可谓突飞猛进。2006年,钙钛矿材料首次被应用于光伏电池。仅仅三年后,日本科学家Miyasaka就将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池,实现了3.8%的光电转化效率。此后,钙钛矿电池的效率不断提升。2023年11月,中国光伏企业隆基绿能自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,创造了新的世界纪录。

中国在钙钛矿电池领域的贡献尤为突出。徐集贤教授团队自2022年以来,连续三次刷新世界纪录。2023年,他们创造了反式器件认证效率26.1%的纪录,实现了钙钛矿电池效率超越26%、打破传统正式器件垄断世界纪录的双重突破。此次26.7%的效率再次证明了中国在这一领域的强大实力。

然而,钙钛矿电池的商业化之路仍面临诸多挑战。首先是稳定性问题。钙钛矿材料对水分和氧气较为敏感,长期使用中可能存在衰减问题。其次是规模化生产技术。目前大多数高效钙钛矿电池都是在实验室环境下制成的小尺寸样品,如何实现大规模、低成本的生产还需要进一步研究。

尽管如此,钙钛矿电池的商业化前景依然广阔。据预测,到2030年,全球钙钛矿电池产能有望达到158GW,市场规模将达到950亿元。钙钛矿电池的柔性特性使其在光伏建筑一体化、可穿戴设备等领域具有巨大应用潜力。

钙钛矿电池技术的突破不仅将推动光伏产业的发展,更可能加速全球能源转型进程。随着效率的不断提升和成本的持续下降,钙钛矿电池有望成为未来清洁能源的重要组成部分,为实现碳中和目标提供有力支撑。

中国科大此次在钙钛矿电池领域的突破,不仅展示了中国在前沿科技领域的创新能力,也为全球清洁能源技术的发展注入了新的动力。未来,随着技术的不断进步和商业化进程的加速,钙钛矿电池有望成为推动能源革命的关键力量。