本項研究相關示意圖。中國科學院物理研究所 供圖
當前,新型薄膜光伏銅鋅錫硫硒電池器件效率已達到16.6%,結合其本身具有的穩定性好、耐輻射和資源豐富等優勢,說明該技術總體上已經邁過產業化關鍵門檻,正進入加快應用示范和規?;l展的階段。
據介紹,隨著全球能源轉型加速,深空探索與空間基礎設施建設升級,低軌衛星互聯網、太空能源基地等重大工程對太陽能技術提出低成本、長壽命、輕質化、資源可持續的核心要求。
新型薄膜光伏銅鋅錫硫硒材料由銅、鋅、錫等常見元素組成,兼具資源豐富、成本低、環境友好、抗太空輻照等優勢,其全薄膜疊層技術有望在未來地面與太空大規模能源應用中發揮重要作用。
未來能源發展重要技術方向
孟慶波團隊深耕基礎研究10余年,此前已精準攻克材料結晶、原子結構與缺陷調控等關鍵科學問題,開發原子空位策略引導銅鋅原子有序歸位,從根源降低缺陷活性與內部損耗。該團隊2022年率先突破13%光伏效率瓶頸,此后3年光伏效率相繼實現14%、15%、16%跨尺度躍升,并完成器件放大與柔性組件構建。
這些紀錄連續收錄在多國光伏專家聯合發布的“太陽能電池效率表”、美國國家實驗室發布的“最佳研究電池效率表”中,相關研究論文多次在國際專業學術期刊《自然-能源》發表。
研究團隊表示,未來,當新型薄膜光伏銅鋅錫硫硒電池效率接近20%、組件效率達18%并實現批量制備后,將具備全面市場競爭力。
屆時,依托其輕質柔性、可折疊展開和資源可持續等優勢,新型薄膜光伏銅鋅錫硫硒有望在便攜式能源系統、移動裝備供電以及衛星、空間能源平臺和深空探測等新興應用場景中,展現廣闊發展前景,成為支撐未來新型能源體系和空間能源發展的重要技術方向。
該團隊后續將深化基礎研究、推進技術研發,聯動各方加快產業化進程,為構建全球清潔能源體系提供中國方案。(完)