日前，我国研究人员通过新型材料研发和工艺创新，成功将钙钛矿太阳能电池大面积组件的转化效率提升至16%，该数据为目前钙钛矿太阳能电池组件的最高转化率。
这一数据已取得国际权威机构认证，并被《太阳能电池效率记录表》（Solar cell efficiency tables）收录，于6月21日发表于光伏领域权威杂志《光伏进展：研究与应用》（Progress in Photovoltaics）。《太阳能电池效率记录表》由澳大利亚和美国权威学者联合编制，由光伏之父马丁格林教授负责编辑，记录不同类型的光伏电池和组件的世界最高效率，每半年发布一次。
该项研究由杭州纤纳光电科技有限公司（以下简称“纤纳光电”）完成。该企业由三位85后海归博士——姚冀众、颜步一、杨旸在杭州创立，先后承担了两项国家科技部光伏新材料相关的专项课题。值得一提的是，上一次大面积钙钛矿太阳能电池组件15.2%效率的世界纪录也是由纤纳光电创造的，仅在三个月前。
钙钛矿（perovskite）太阳能电池是近年出现的新型薄膜电池，钙钛矿材料晶格通常呈或八面体形状，分子通式为ABX3。钙钛矿电池采用有机无机混合结晶材料——有机金属三卤化物作为光吸收材料，该材料具有合适的能带结构，其禁带宽度为1.5eV，因与太阳光谱匹配而具有良好的光吸收性能，很薄的厚度能够吸收几乎全部的可见光用于光电转换。钙钛矿太阳能电池因其具有较为优异的光电转化率，且原料丰富、成本低廉、生产环保，成为广受关注的热门研究领域。
研究人员介绍，一个钙钛矿太阳能电池组件由若干个小型钙钛矿太阳能电池经复杂工艺连接而成，组件的工作效率往往取决于转换效率最低的电池单体，因此，高转换率和可靠工艺是推进钙钛矿电池产业化的关键因素。“研发团队通过新型界面材料的开发和生产工艺的创新，研发出高可靠性的钙钛矿印刷工艺，使钙钛矿组件的生产过程可以像印刷报纸一样，变得快速连续可控，团队自主研发的检测设备则实现了对产品质量的实时在线监测。”纤纳光电的负责人姚冀众博士表示，提高材料转化效率和稳定性有效保障了大面积生产中的效率均一性。
“16%的光电转化率已接近市场主流太阳能电池组件的效率，同时也远远超过了‘光伏领跑者计划’中对薄膜光伏组件效率在12%以上的要求。” 姚冀众博士说。
人工合成钙钛矿所用的原料均为常见的金属盐，来源广泛，电池的制备过程中无需高温高压环境，不产生有毒有害气体。经测算，钙钛矿光伏电池的能量回收周期仅为2个月，相比于其他光伏电池都存在巨大的优势。此外，扩大生产规模后，钙钛矿电池的造价有望低于1元/瓦，达到目前太阳能电池成本的1/3~1/5。
纤纳光电首席技术官颜步一介绍，团队研发的钙钛矿太能电池组件面积为16平方厘米，呈薄膜状，可大尺度弯曲，不仅能够印刷在玻璃表面制备玻璃基底太阳能，还可以附着于轻柔材料表面、用于可穿戴电子设备等。
光伏领域著名学者、美国加州大学洛杉矶分校讲席教授杨阳认为，这一成果将有力推进钙钛矿太阳能电池的商业化进程。研究人员还表示，在我国完善光伏发电补贴标准、建立补贴逐步下调机制的背景下，太阳能电池成本的降低将帮助光伏发电实现平价上网，利于行业健康发展。
关于纤纳光电
杭州纤纳光电科技有限公司成立于2015年7月，由三位85后海归博士——姚冀众、颜步一、杨旸在杭州创立，实验与办公场所位于杭州市余杭区海创园。公司目前有一支完善的研发、管理团队，致力于光伏半导体材料、先进半导体生产设备、薄膜光伏检测设备的设计与研发。公司独立拥有一个超净实验室，并在实验室内搭建了国内首套钙钛矿光伏电池组件生产设备。
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