10月16日，澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者從復(fù)旦大學(xué)了解到，近日，復(fù)旦大學(xué)智能材料與未來能源創(chuàng)新學(xué)院梁佳青年研究員團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出錫基鈣鈦礦太陽能電池。該電池不僅在全生命周期內(nèi)對環(huán)境無害，還突破了光電轉(zhuǎn)換效率的世界紀(jì)錄。

錫基鈣鈦礦太陽能電池 本文圖均為 復(fù)旦大學(xué)供圖

相關(guān)研究成果以《基于均一埋底界面的錫基鈣鈦礦太陽能電池》（Tin - based perovskite solar cells with a homogeneous buried interface）為題，于北京時間10月15日晚間在《自然》（Nature）期刊以加速預(yù)覽的形式在線發(fā)表。

在全球清潔能源的競爭中，鈣鈦礦太陽能電池憑借高效率、低成本和易加工等優(yōu)勢，成為新一代光伏技術(shù)的熱門選擇。然而，這一技術(shù)體系的核心材料含鉛，其潛在的環(huán)境與健康風(fēng)險一直像“達(dá)摩克利斯之劍”一樣高懸。如何在保證性能的同時擺脫“鉛”的限制，實(shí)現(xiàn)真正綠色無害的光伏發(fā)電，是國際學(xué)界急需解決的關(guān)鍵問題。

自2021年回國加入復(fù)旦后，梁佳團(tuán)隊(duì)就專注于解決這一難題。為了實(shí)現(xiàn)綠色無害化，他們把目光投向了具有優(yōu)異光電特性且環(huán)境友好的“錫”元素。梁佳表示，團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)很明確，就是要打造一款真正綠色、全生命周期無害的太陽能電池。

在過去五年里，梁佳團(tuán)隊(duì)針對缺陷調(diào)控、界面優(yōu)化、載流子抽取和功能層設(shè)計等關(guān)鍵科學(xué)問題不斷鉆研，系統(tǒng)地建立了從材料生長到能帶調(diào)控和界面工程的完整技術(shù)體系，成功制備出既綠色環(huán)保又轉(zhuǎn)換高效的錫基鈣鈦礦太陽能電池。經(jīng)第三方權(quán)威認(rèn)證，該電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了17.7%，打破了此前16.5%左右的鈣鈦礦光電轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄，成為目前錫基鈣鈦礦太陽能電池轉(zhuǎn)換效率的全球第一。

梁佳團(tuán)隊(duì)合影

梁佳稱，這項(xiàng)技術(shù)非常適合應(yīng)用于與人類密切接觸的能源領(lǐng)域。他舉例說，汽車車頂可以直接使用這種太陽能電池，在穩(wěn)定發(fā)電的同時，能有效避免鉛元素導(dǎo)致的中毒風(fēng)險。

下一步，團(tuán)隊(duì)希望與相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)展開合作，建設(shè)實(shí)驗(yàn)基地，推動錫基鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化。未來，這一綠色光伏技術(shù)有望在光伏建筑一體化、可穿戴能源器件、汽車車頂以及離網(wǎng)清潔供能系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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