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万度光能:第三代太阳能电池技术先行者

2021-03-21 08:05 湖北日报  

盛余松博士介绍钙钛矿太阳能电池户外示范性试验电站。

文/图 湖北日报全媒记者 方琳

3月12日上午,位于鄂州市梧桐湖新区东湖高新科技创意城一栋的楼顶,盛余松博士带着湖北日报全媒记者穿行在100多平方米的光伏太阳能板中,“我们的电池和目前市面上普遍的光伏电池板不一样,这种钙钛矿太阳能电池将更廉价、更高效!”电表实时屏显示的“1967.77kWh”,是2020年8月至今的持续发电记录。而这仅仅只是其中一部分组件的发电量。

作为第三代太阳能电池技术的先行者,诞生于湖北的万度光能有限责任公司已建成世界上首个稳定发电的钙钛矿太阳能电池户外示范性试验电站,正在逐步扩大应用范围。

普通材料“刷”出大能量

钙钛矿材料本是1893年就已人工合成的材料。10多年前,日本有科研团队将之运用在光伏器件中,发现它能够将阳光转换成电能,但是工作几秒后又会迅速衰减。此后相当长一段时间,学术界及产业界普遍认为钙钛矿材料应用在光伏器件中不可能稳定。能不能在太阳能光伏领域找到一种既稳定、性价比又高的技术?20多年来,华中科技大学韩宏伟教授一直思考并努力探索解决这一问题的方案。通过无数次实验,韩宏伟发现,有一种方法能解决钙钛矿材料在光电转换过程中的衰减难题,还能超低成本制备光伏器件!

韩宏伟教授的方法,是印刷技术与三层介孔膜结构。在武汉光电国家研究中心的实验室里,他拿着一块拇指大小的导电玻璃现场演示:在玻璃上依次“刷上”三种含纳米材料的“浆料”,第一层是二氧化钛,第二层是二氧化锆,第三层黑色的物质是碳电极,之后再将钙钛矿材料填充其中。经过烧制、填充、烘干,玻璃就“变身”为钙钛矿太阳能电池。相比传统光伏器件,成本更低,也更容易制备。

2014年,国际顶级刊物《科学》刊登了韩宏伟团队这一研究成果,以具有自主知识产权的全新材料体系及三层介孔膜结构制备出可印刷介观钙钛矿太阳能电池,这一前沿性基础研究是中国在廉价清洁能源领域取得的重大突破,也是我国太阳能光伏领域在顶级刊物《科学》上零的突破。

2018年,《科学》再次刊登了韩宏伟团队与国际合作完成的进展性研究报告,目前获得第三方公证的钙钛矿太阳能电池的实验室最高光电转换效率已经达到25.5%,超过或接近市场上占主导地位的晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的最高光电转换效率。

在湖北科研人员孜孜不倦的坚持下,一种普通的材料在他们手中大放异彩。

“神奇太阳能”在鄂诞生

Wonder Solar译成中文为“神奇太阳能”,2016年,韩宏伟团队将它的中文谐音用作公司名,进入研发、生产及相关配套服务。“我们想用更廉价的方式制造光伏器件,实现超低成本太阳能光伏发电,这不仅有利于加速实现碳中和目标,也将推动光伏制氢的市场化,保障我国的能源安全。”

万度光能技术团队成员盛余松博士介绍,目前已设计和研制出尺寸达到60×60厘米的可印刷介观钙钛矿太阳能电池模组,这也是目前世界范围内报道的面积最大的钙钛矿太阳能电池器件。令人鼓舞的是,这种基于印刷技术及三层介孔膜结构的钙钛矿太阳能电池稳定性方面显示出强劲实力:在连续13000小时标准模拟太阳光持续照射后,器件未出现明显衰减,而这一辐照量相当于武汉或欧洲大部分地区13年的太阳光辐照量总和。

相比传统太阳能转化方式,钙钛矿太阳能电池更高效、更便宜,被认为是最有发展前景的第三代太阳能电池。正因如此,一个月前揭牌的湖北光谷实验室,就将“高效钙钛矿太阳能电池”作为组建后的四大任务之一。韩宏伟高兴地说:“光谷实验室明确提出发展高效钙钛矿太阳能电池,对我们来说是极大的鼓舞,能促进基础研究向更高层次发展,同时也会加速技术落地和产业化发展。”

盛余松博士介绍钙钛矿太阳能电池户外示范性试验电站。

文/图 湖北日报全媒记者 方琳

3月12日上午,位于鄂州市梧桐湖新区东湖高新科技创意城一栋的楼顶,盛余松博士带着湖北日报全媒记者穿行在100多平方米的光伏太阳能板中,“我们的电池和目前市面上普遍的光伏电池板不一样,这种钙钛矿太阳能电池将更廉价、更高效!”电表实时屏显示的“1967.77kWh”,是2020年8月至今的持续发电记录。而这仅仅只是其中一部分组件的发电量。

作为第三代太阳能电池技术的先行者,诞生于湖北的万度光能有限责任公司已建成世界上首个稳定发电的钙钛矿太阳能电池户外示范性试验电站,正在逐步扩大应用范围。

普通材料“刷”出大能量

钙钛矿材料本是1893年就已人工合成的材料。10多年前,日本有科研团队将之运用在光伏器件中,发现它能够将阳光转换成电能,但是工作几秒后又会迅速衰减。此后相当长一段时间,学术界及产业界普遍认为钙钛矿材料应用在光伏器件中不可能稳定。能不能在太阳能光伏领域找到一种既稳定、性价比又高的技术?20多年来,华中科技大学韩宏伟教授一直思考并努力探索解决这一问题的方案。通过无数次实验,韩宏伟发现,有一种方法能解决钙钛矿材料在光电转换过程中的衰减难题,还能超低成本制备光伏器件!

韩宏伟教授的方法,是印刷技术与三层介孔膜结构。在武汉光电国家研究中心的实验室里,他拿着一块拇指大小的导电玻璃现场演示:在玻璃上依次“刷上”三种含纳米材料的“浆料”,第一层是二氧化钛,第二层是二氧化锆,第三层黑色的物质是碳电极,之后再将钙钛矿材料填充其中。经过烧制、填充、烘干,玻璃就“变身”为钙钛矿太阳能电池。相比传统光伏器件,成本更低,也更容易制备。

2014年,国际顶级刊物《科学》刊登了韩宏伟团队这一研究成果,以具有自主知识产权的全新材料体系及三层介孔膜结构制备出可印刷介观钙钛矿太阳能电池,这一前沿性基础研究是中国在廉价清洁能源领域取得的重大突破,也是我国太阳能光伏领域在顶级刊物《科学》上零的突破。

2018年,《科学》再次刊登了韩宏伟团队与国际合作完成的进展性研究报告,目前获得第三方公证的钙钛矿太阳能电池的实验室最高光电转换效率已经达到25.5%,超过或接近市场上占主导地位的晶硅太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池和铜铟镓硒薄膜太阳能电池的最高光电转换效率。

在湖北科研人员孜孜不倦的坚持下,一种普通的材料在他们手中大放异彩。

“神奇太阳能”在鄂诞生

Wonder Solar译成中文为“神奇太阳能”,2016年,韩宏伟团队将它的中文谐音用作公司名,进入研发、生产及相关配套服务。“我们想用更廉价的方式制造光伏器件,实现超低成本太阳能光伏发电,这不仅有利于加速实现碳中和目标,也将推动光伏制氢的市场化,保障我国的能源安全。”

万度光能技术团队成员盛余松博士介绍,目前已设计和研制出尺寸达到60×60厘米的可印刷介观钙钛矿太阳能电池模组,这也是目前世界范围内报道的面积最大的钙钛矿太阳能电池器件。令人鼓舞的是,这种基于印刷技术及三层介孔膜结构的钙钛矿太阳能电池稳定性方面显示出强劲实力:在连续13000小时标准模拟太阳光持续照射后,器件未出现明显衰减,而这一辐照量相当于武汉或欧洲大部分地区13年的太阳光辐照量总和。

相比传统太阳能转化方式,钙钛矿太阳能电池更高效、更便宜,被认为是最有发展前景的第三代太阳能电池。正因如此,一个月前揭牌的湖北光谷实验室,就将“高效钙钛矿太阳能电池”作为组建后的四大任务之一。韩宏伟高兴地说:“光谷实验室明确提出发展高效钙钛矿太阳能电池,对我们来说是极大的鼓舞,能促进基础研究向更高层次发展,同时也会加速技术落地和产业化发展。”

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