中國科學院半導體研究所傳來重要科研進展,由游經碧研究員帶領的科研團隊,成功研發出光電轉換效率達27.2%的鈣鈦礦太陽能電池原型器件。這一成果標志著我國在新型太陽能電池領域取得重大突破,相關研究論文已發表于國際權威學術期刊《科學》。
實驗數據顯示,該器件在標準太陽光條件下持續運行1529小時后,仍能保持初始效率的86.3%;在85℃高溫與光照耦合的加速老化測試中,運行1000小時后效率維持率達82.8%。這種兼具高效率與穩定性的特性,為鈣鈦礦太陽能電池的產業化應用奠定了堅實基礎。研究團隊通過創新材料制備工藝,在鈣鈦礦薄膜生長過程中引入堿金屬草酸鹽,利用鉀離子與氯離子的強結合作用,有效抑制了氯元素的垂直遷移,使其在材料中均勻分布。
鈣鈦礦太陽能電池因其制備成本低、光電轉換效率高的優勢,被視為下一代光伏技術的核心方向。經過十六年發展,其效率已從最初的3.8%提升至超26%,接近單晶硅電池水平,但距離理論極限仍存在提升空間。制備高質量半導體薄膜是實現高效率的關鍵,研究團隊通過上述方法成功制備出載流子壽命達20微秒、界面缺陷態密度低至10每立方厘米的優質薄膜,為效率與穩定性的協同提升提供了技術支撐。
這項研究不僅突破了鈣鈦礦電池的性能瓶頸,更通過材料工程手段解決了長期困擾領域的穩定性難題。隨著技術成熟度的提升,鈣鈦礦電池有望在分布式光伏、建筑一體化等領域實現規模化應用,為全球能源轉型提供新型解決方案。






















