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《我国刷新全钙钛矿光伏电池光电转化效率世界纪录》

  • 来源专题：能源情报网监测服务平台
  • 编译者： 郭楷模
  • 发布时间：2024-10-16

  • 南京大学谭海仁教授课题组制备的大面积全钙钛矿叠层光伏电池刷新世界纪录，光电转化效率达28.2%。相关研究发表于《自然》期刊。

    全钙钛矿制造成本低、更轻薄、应用场景广。课题组通过优化空穴传输层、改进钙钛矿结晶过程及开发混合分子后处理溶液，解决了面积扩大导致的电流损失问题。新技术制备的电池面积为1.05平方厘米，稳态效率经认证为28.2%，为后续制备更大面积电池打下坚实基础。

  • 原文来源：https://www.nengyuanjie.net/article/100113.html
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  • 《我国科研团队刷新大面积全钙钛矿光伏组件光电转化效率世界纪录》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2024-02-26
    • 据南京大学消息，该校谭海仁教授课题组研制的大面积全钙钛矿光伏组件取得新突破，经国际权威第三方机构测试，其稳态光电转化效率达24.5%，刷新此类组件的世界纪录，也为后续产业化发展打下技术基础。相关论文23日发表在国际学术期刊《科学》上。 据谭海仁介绍，钙钛矿是新型太阳能电池的重点研发方向之一。和传统晶硅材料相比，钙钛矿光伏组件更轻、更薄，具有可弯曲、半透明等良好特性，应用场景更丰富。近年来，谭海仁课题组一直致力于研究钙钛矿，取得小面积电池光电转化效率28%、大面积叠层组件光电转化效率21.7%等成果。 “叠层组件由带隙不同的子电池堆叠而成，窄带隙子电池能够吸收宽带隙子电池吸收不了的光，理论上，叠层组件的光电转化效率应该更高，21.7%这个结果显然不能令人满意。”论文共同第一作者、南京大学2019级直博生高寒告诉记者，实验室制备的小面积电池只有1平方厘米左右，而真正具有商用价值的是组件，所以必须突破大面积叠层组件的效率关。 难点在于窄带隙钙钛矿薄膜的生产工艺。“窄带隙钙钛矿薄膜的结晶过程太快，不好控制，大面积制备时，会出现薄膜不均匀的问题。而且钙钛矿的结晶过程上下不同步，容易导致薄膜的底部产生大量缺陷。”高寒说。 为了解决这个问题，谭海仁课题组在前驱体溶液中加入了甘氨酰胺盐酸盐，它能够减缓钙钛矿的结晶速率，将薄膜的制备时间延长到原来的10倍左右，并且能自发诱导修复底部缺陷。 高寒表示，用这种办法制造的窄带隙钙钛矿薄膜，与宽带隙钙钛矿薄膜结合后，所形成的叠层组件面积达20.25平方厘米。经过国际权威第三方机构测试，该组件取得24.5%的光电转化效率，相关数据被国际《太阳能电池效率表》收录，目前尚无同类组件打破该纪录。 谭海仁表示，此次突破为后续发展打下了技术基础，“我们还将不断尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿光伏组件，向着产业化的目标踏实前进”。
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  • 《31.27%！光因科技全钙钛矿叠层电池再刷世界纪录》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2025-03-26
    • 时隔一个半月，光因科技全钙钛矿叠层太阳能电池转化效率再传捷报。近日，经国家光伏质检中心权威认证，光因科技研发的全钙钛矿叠层太阳能电池在测试中实现31.27%的光电转换效率，刷新了光因科技在2025年2月创造的30.58%的世界纪录，在全钙钛矿叠层技术领域持续领跑全球。这一成果不仅远超晶硅电池29.43%的理论极限，更标志着全钙钛矿叠层技术正式迈入“31%+”的高效时代，为产业打开了全新的想象空间。 不到一年，提升近2个百分点 这一成果并非孤立。过去三年间，光因科技已连续14次刷新钙钛矿光伏电池世界记录，其中3次刷新全钙钛矿叠层电池效率纪录，从2024年5月以29.34%的效率打当时破世界纪录，一举跃升至如今的31.27%，不到一年时间效率提升幅度近2个百分点，迭代增速远超行业平均水平，处于绝对领先地位。 技术急速迭代的背后，是光因科技构建的“单结筑基，叠层突破”的双轨研发战略。这一战略的核心在于，只有将钙钛矿单结电池做到极致，才能为全钙叠层电池的发展提供坚实的技术基础。全钙叠层技术的突破，本质上是单结技术成熟度的外显。在单结电池领域，光因科技已经构建了完整的技术矩阵。通过持续的研发投入和技术创新，在钙钛矿单结电池的效率和稳定性方面取得了显著成就。在全钙叠层电池技术方面，光因科技解决了复杂的材料配方体系优化问题，通过优化材料配方、改进器件结构和精细化制备工艺，成功攻克了诸多技术难题，实现了全钙叠层电池效率的大幅提升，3 次打破世界记录。需要指出的是，全钙钛矿叠层电池虽然潜力巨大，但离商业化的距离还比较遥远。相比单结电池，全钙钛矿叠层电池需要精确调控两层钙钛矿的性质，涉及到复杂的材料配方体系优化，这也对材料的稳定性和制备工艺提出了更高要求。因此，面对商业化还远不成熟的全钙钛矿叠层电池，所以光因科技对全钙钛矿叠层技术进行了实验室级别的高水平储备。只有把钙钛矿单结电池做好，把钙钛矿单结电池的产业化，商业化做好，才有可能把钙钛矿叠层电池做好，才能把钙钛矿叠层电池的产业化，商业化做好。 "硬技术"突破、"真量产"实践 技术突破的最终目的是实现产业化落地，光因科技在这一方面同样展现出令人惊叹的速度与效率。2025年3月20日，光因科技徐州高新区200MW钙钛矿光伏电池产线成功贯通出片，首批1.2m×0.6m平米级组件正式下线。从2025年2月20日核心设备搬入，到全线贯通出片仅用时29天，从2024年11月27日开工建设开始计算，产线建设到贯通出片不到4个月，这一速度创造了行业新纪录。 站在31.27%效率的新起点，光因科技正加速推进产业化战略，下一步将启动GW级产线规划，加快实现从MW到GW的产能跨越，并携手合作伙伴探索光伏消费电子、BIPV、分布式电站等场景应用，不仅要创造效率纪录，更要让创新技术走出实验室，以"硬技术"突破和"真量产"实践，惠及千家万户。光因科技的创始团队一直坚持“以产业终局为始”的理念，即以最终实现钙钛矿产业化和商业化的目标出发，逆向规划技术路线及制定研发和工程目标。这种理念确保了光因不会成为一个只拥有大量论文和专利的“科技大作坊”，而是致力于将钙钛矿尖端技术转化为具有市场竞争力的产品，在追求技术进步的同时，始终以市场需求为导向，以做出有竞争力的钙钛矿光伏产品为最终目标。不做高科技大作坊，要做商业化，产业化大企业。光因团队始终以华为、比亚迪等伟大的企业为榜样，希望钙钛矿光伏产品也能走进千家万户，让清洁能源的利用变得更加便捷和普及，为推动全球能源转型和应对气候变化做出积极贡献。 四项核心技术指标世界第一 通过在单结和叠层两种技术路线上的协同发展，光因科技不仅巩固了自身在行业内的领先地位，还为钙钛矿电池的未来发展提供了新的方向和思路。截至目前，光因科技已连续14次打破钙钛矿电池效率的世界纪录，并登顶马丁·格林（Martin Green）的《太阳能电池效率表（Solar Cell Efficiency Tables）》第64版、第65版，两次登上美国国家可再生能源实验室（NREL）的《太阳电池最高研究效率图》，在四项核心技术指标上世界第一，无论是1c㎡，还是1200c㎡；无论单结效率，还是全钙钙叠层效率；无论效率，还是稳定性，光因科技（SolaEon）都是技术最先进的企业。 1c㎡ 钙钛矿单结电池效率 世界第一 2025年1月，光因科技研发的钙钛矿单元电池（Unit Cell, 1平方厘米）实现了26.50%的光电转换效率，再刷世界纪录（国家光伏产业计量测试中心）。 2024年12月，光因科技将钙钛矿单元电池（Unit Cell, 1平方厘米）转换效率提升至26.34%，再刷单结钙钛矿太阳能电池光电转换效率世界纪录（国家光伏产业计量测试中心）。 2024年11月，光因科技将钙钛矿单元电池（Unit Cell, 1平方厘米）转换效率分别提升至26.14%、26.20%，在世界范围内单元电池首次突破26%，再次刷新单结钙钛矿太阳能电池光电转换效率世界纪录（国家光伏产业计量测试中心）。 2024年4月，光因科技在钙钛矿单元电池（Unit Cell, 1平方厘米）上实现了25.64%的第三方认证效率，这是当时1c㎡钙钛矿单结太阳能电池的世界最高效率（国家光伏产业计量测试中心）。 1200c㎡ 钙钛矿组件稳态效率 世界第一 2024年12月，光因科技30cm*40cm大尺寸钙钛矿太阳能电池组件稳态效率提升至21.1%，一年内两次登顶NREL《光伏组件效率世界纪录排行榜（Champion Module Efficiencies Chart）》。 2024年11月，光因科技的30cm*40cm大尺寸钙钛矿太阳能电池组件稳态效率登顶马丁·格林教授发布的《太阳能电池效率表》（第65版）?2024年7月，光因科技的30cm*40cm大尺寸钙钛矿太阳能电池组件稳态效率登顶马丁·格林教授发布的《太阳能电池效率表》（第64版） 2024年4月，NREL发布的世界Champion Module Efficiencies表上，光因科技的1200c㎡钙钛矿光伏组件被列为全球稳态效率最高、面积最大的组件。 2024年1月，光因科技送往国家光伏计量测试中心的30cm*40cm钙钛矿组件在稳态MPPT测试中获得了21.95%的效率，且为零衰减，再次打破了自己创造的稳态效率纪录。 2023年12月，光因科技送往美国国家可再生能源实验室（NREL）的30cm*40cm钙钛矿组件在稳态MPPT测试中获得了19.2%的效率，且为零衰减，被NREL收录为高效高稳定性钙钛矿组件的最新世界纪录。并登顶NREL《光伏组件效率世界纪录排行榜（Champion Module Efficiencies Chart）》。 1200c㎡ 钙钛矿组件IV测试效率 世界第一 2024年1月，光因科技将30cm*40cm的钙钛矿组件效率进一步提升至22.57%。同时，光因科技在国家光伏产业计量测试中心进行的1200c㎡钙钛矿电池测试中，实现了行业最低的迟滞效应指数，仅为0.15%，大幅提升了钙钛矿电池测试的准确性。 2023年12月，光因科技将30cm*40cm的钙钛矿组件效率提升至22.07%。 2023年10月，光因科技的1200c㎡钙钛矿单结太阳能电池组件实现了21.63%的第三方认证效率，打破世界纪录。 全钙钛矿叠层太阳能电池效率 世界第一 2025年3月，光因科技研发的全钙钛矿叠层太阳能电池在测试中实现31.27%的光电转换效率，持续领跑全球。 2025年2月，光因科技将全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率提升至30.58%，全钙钛矿叠层太阳能电池MPPT稳态效率30.49%，打破世界纪录。 2024年5月，光因科技将全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率提升至29.34%，打破世界纪录。 2024年3月，光因科技实现了全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率29.07%，位居全球TOP3。
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