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“追光”路上,只爭朝夕

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2024-05-06 09:25:25  作者:殷澤昊

  “24.2%!”至今,我依然清晰記得這個數(shù)字和它誕生的不易。這個數(shù)字是當(dāng)時我和團隊制備的大面積疊層電池的光電轉(zhuǎn)換效率,相關(guān)成果不僅在能源科學(xué)的國際頂級期刊上發(fā)表,還成為我國首個被收錄于太陽電池效率世界紀(jì)錄表的疊層太陽能電池成果。

  我們都知道,“雙碳”目標(biāo)是重大戰(zhàn)略決策。發(fā)展清潔低成本的太陽能光伏發(fā)電,是促進產(chǎn)業(yè)綠色化的重要方式,是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的技術(shù)保障。我的研究關(guān)注鈣鈦礦光伏疊層電池技術(shù)的突破,鈣鈦礦比傳統(tǒng)晶硅太陽能電池有更高的光電轉(zhuǎn)化效率;疊層光伏技術(shù)比傳統(tǒng)的單層光伏電池有更好的靈活性和適應(yīng)性。

  在光伏電池的眾多技術(shù)指標(biāo)中,光電轉(zhuǎn)化效率格外重要。一般來說,安裝光伏電子板的成本是固定的,同樣面積的光伏板如果能夠輸出更多的電,那每一度電的成本就降低了。只有成本降低,光伏技術(shù)才有可能走進千家萬戶,才有可能在能源市場上與化石能源進一步“分庭抗禮”。

  四年前,鈣鈦礦疊層光伏電池做到24.2%的光電轉(zhuǎn)化率并不容易。我研究的疊層光伏技術(shù),可不像把兩張白紙疊放在一起那么簡單。要知道,將兩層只有幾百納米的材料通過互連層疊加在一起,是個艱難的課題,只有疊加得更精確,我們才能得到更高的轉(zhuǎn)化率。

  打個比方,畫油畫時,通常需要等待第一層顏料干燥并形成穩(wěn)定的膜,才能在這一層上繼續(xù)繪畫。而互連層,就相當(dāng)于那層“膜”,如果沒有它,兩層鈣鈦礦就會互相溶解?;ミB層與兩層材料怎樣疊加才能使電池光電轉(zhuǎn)化率更高?為了找到這個問題的最優(yōu)解,那段時間,我每天三分之二的時間都“泡”在實驗室,帶著近20人的團隊花了整整一年多時間,終于初步實現(xiàn)了薄薄兩層鈣鈦礦疊加,其間我也記不清失敗了多少次。

  2020年,24.2%的轉(zhuǎn)化率獲得了國際權(quán)威機構(gòu)的認(rèn)證。我和團隊成員們一鼓作氣,趁熱打鐵。在接下來的四年里,26.4%、28%、29.1%、30.1%……實驗數(shù)據(jù)不斷刷新著世界紀(jì)錄。到現(xiàn)在,我和團隊共有七項疊層電池的世界紀(jì)錄被收錄,其中有五項是對自己成果的超越。

  不斷刷新轉(zhuǎn)化效率的同時,我并沒有忘記我的初心是希望光伏技術(shù)能在更多場景中使用,真正走進千家萬戶。2023年,我們主導(dǎo)建設(shè)的全球首條全鈣鈦礦疊層光伏組件研發(fā)線正式投產(chǎn);2024年1月,完全自主設(shè)計、設(shè)備構(gòu)成實現(xiàn)100%國產(chǎn)化的150MW鈣鈦礦光伏組件項目投入量產(chǎn)。未來,我還要努力讓鈣鈦礦太陽能電池可以在建筑光伏、電動汽車、可穿戴設(shè)備、空間探索甚至地面光伏電站上獲得廣泛的應(yīng)用。每當(dāng)想到這里,我總覺得時間不夠用,“追光”路上,還有很多事情等著我去做。

  來源:光明日報 殷澤昊


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