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南京工業(yè)大學(xué)鈣鈦礦光伏組件取得進展

2025-11-03 10:29  來源:維度網(wǎng)  瀏覽:  

南京工業(yè)大學(xué)科研團隊在鈣鈦礦光伏技術(shù)領(lǐng)域取得新進展。該團隊采用全真空熱蒸發(fā)技術(shù),制備出0.066平方厘米的鈣鈦礦光伏組件,其光電轉(zhuǎn)換效率達到25.19%。該器件在持續(xù)運行1000小時后,性能保持率超過95%。利用相同技術(shù)制備的1平方厘米器件,效率也達到23.38%,顯示出產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用潛力。這項關(guān)于鈣鈦礦光伏技術(shù)的研究成果已發(fā)表于《自然·光子學(xué)》期刊。

論文第一作者、南工大博士生徐雨田表示:“目前國際上實驗室主要采用溶液法制備鈣鈦礦光伏組件,例如旋涂、涂布等工藝。溶液制備過程中需要使用N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等溶劑,這些物質(zhì)對健康和環(huán)境存在潛在影響,也制約了規(guī)模化生產(chǎn)。”

論文通訊作者、南工大副教授郭慶勛解釋說,團隊采用的全真空熱蒸發(fā)技術(shù)類似在真空環(huán)境中進行薄膜蒸鍍。該方法將原材料加熱使其以分子或原子形態(tài)沉積到基板上,形成均勻致密的薄膜。這種全真空熱蒸發(fā)技術(shù)全程無需使用溶劑,工藝控制精確,被認為是從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的可行方案。

針對提升光電轉(zhuǎn)換效率的挑戰(zhàn),研究團隊開發(fā)了反向逐層沉積策略。論文共同通訊作者、南工大教授陳永華說明:“傳統(tǒng)方法先沉積金屬鹵化物再沉積甲脒氫碘酸鹽,而我們采用相反順序。這種反向逐層沉積結(jié)合自組裝分子,能在退火過程中促進固態(tài)原料的反應(yīng)擴散,生成高質(zhì)量的鈣鈦礦晶體薄膜。”

通過全真空熱蒸發(fā)技術(shù)和反向逐層沉積等創(chuàng)新方法,團隊在鈣鈦礦光伏技術(shù)方面實現(xiàn)了效率突破。論文共同通訊作者、中國科學(xué)院院士黃維指出:“這項工作不僅創(chuàng)造了全真空熱蒸發(fā)技術(shù)的效率紀錄,也為開發(fā)大面積、高效率、高穩(wěn)定性的鈣鈦礦光伏器件奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。”

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