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    “追光”路上,只争朝夕

    讲述人:澳门皇冠线上网址现代工程与应用科学学院教授 谭海仁

    发布时间:2024-05-04 点击次数: 作者:殷泽昊 责编:朱安琪 王晓艳 来源:光明日报

    谭海仁进行光伏组件研究。受访者供图

    “24.2%!”至今,我依然清晰记得这个数字和它诞生的不易。这个数字是当时我和团队制备的大面积叠层电池的光电转换效率,相关成果不仅在能源科学的国际顶级期刊上发表,还成为我国首个被收录于太阳电池效率世界纪录表的叠层太阳能电池成果。

    我们都知道,“双碳”目标是重大战略决策。发展清洁低成本的太阳能光伏发电,是促进产业绿色化的重要方式,是实现“双碳”目标的技术保障。我的研究关注钙钛矿光伏叠层电池技术的突破,钙钛矿比传统晶硅太阳能电池有更高的光电转化效率;叠层光伏技术比传统的单层光伏电池有更好的灵活性和适应性。

    在光伏电池的众多技术指标中,光电转化效率格外重要。一般来说,安装光伏电子板的成本是固定的,同样面积的光伏板如果能够输出更多的电,那每一度电的成本就降低了。只有成本降低,光伏技术才有可能走进千家万户,才有可能在能源市场上与化石能源进一步“分庭抗礼”。

    四年前,钙钛矿叠层光伏电池做到24.2%的光电转化率并不容易。我研究的叠层光伏技术,可不像把两张白纸叠放在一起那么简单。要知道,将两层只有几百纳米的材料通过互连层叠加在一起,是个艰难的课题,只有叠加得更精确,我们才能得到更高的转化率。

    打个比方,画油画时,通常需要等待第一层颜料干燥并形成稳定的膜,才能在这一层上继续绘画。而互连层,就相当于那层“膜”,如果没有它,两层钙钛矿就会互相溶解。互连层与两层材料怎样叠加才能使电池光电转化率更高?为了找到这个问题的最优解,那段时间,我每天三分之二的时间都“泡”在实验室,带着近20人的团队花了整整一年多时间,终于初步实现了薄薄两层钙钛矿叠加,其间我也记不清失败了多少次。

    2020年,24.2%的转化率获得了国际权威机构的认证。我和团队成员们一鼓作气,趁热打铁。在接下来的四年里,26.4%、28%、29.1%、30.1%……实验数据不断刷新着世界纪录。到现在,我和团队共有七项叠层电池的世界纪录被收录,其中有五项是对自己成果的超越。

    不断刷新转化效率的同时,我并没有忘记我的初心是希望光伏技术能在更多场景中使用,真正走进千家万户。2023年,我们主导建设的全球首条全钙钛矿叠层光伏组件研发线正式投产;2024年1月,完全自主设计、设备构成实现100%国产化的150MW钙钛矿光伏组件项目投入量产。未来,我还要努力让钙钛矿太阳能电池可以在建筑光伏、电动汽车、可穿戴设备、空间探索甚至地面光伏电站上获得广泛的应用。每当想到这里,我总觉得时间不够用,“追光”路上,还有很多事情等着我去做。

    (本报记者殷泽昊采访整理)

    (本期选题支持:光明日报社机关党委)