太阳能电池光电转换率获突破助力光伏产业发展

近日，西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队传出好消息:其研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%，大幅超越常规太阳能电池的光电转换效率。

当前市场主流太阳能电池材料以晶硅和钙钛矿为主。晶硅电池已明确逼近29.4%的光电转换效率极限，钙钛矿单结电池理论效率虽达33%，但实际转化效率长期徘徊在28%左右。

“单一材料的转化效率很难再大幅提高，那将两种材料叠合起来能否进一步提高效率呢？”光伏材料与技术科研团队负责人章文峰说，晶硅与钙钛矿对不同波段光线的吸收响应特性存在差异，叠合起来正好互补，有望提高转化效率，难题在于如何实现两类材料稳定叠合。

研究团队向叠层太阳能电池技术发起冲锋——经过多轮理论推演、试样测试、方案优化，团队把目光聚焦到硅基异质结技术。

章文峰告诉记者，硅基异质结是一种能够结合晶体硅与非晶硅的先进太阳能电池技术，可将不同带隙材料的优势结合起来，具有钝化效果好、光电转换效率高、温度系数低等优势，是晶硅材料与钙钛矿实现叠层的理想选择。

通过反复实验，团队将宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池上下串联，让钙钛矿先吸收并转化短波长光、晶硅再吸收透射过来的长波长光。实验结果显示，这种小尺寸超高效叠层太阳能电池的光电转换效率接近35%，突破了单结电池理论效率的极限，进一步打开了光伏产业的发展空间。

近年来，西南石油大学新能源与材料学院不断推动光伏产业技术创新，目前已有12项科研成果在相关企业转化落地。

《光明日报》