上海科学家新成果或助实现大规模低成本太阳能发电

上海交通大学11日发布消息称，上海交大材料科学与工程学院韩礼元教授团队使用更加经济安全的新方法制备出比蝉翼还薄数十倍的大面积钙钛矿薄膜，向实现大规模低成本太阳能发电的目标迈出了重要的一步。如果这种电池成功产业化，今后无需依赖政府政策资助，便可成为市场主流的发电方式。

该研究成果已于近日在国际著名学术期刊《Nature》上在线发表。上海交大材料科学与工程学院杨旭东研究员和韩礼元教授为共同通讯作者，陈汉博士、叶飞博士、唐文涛为共同第一作者。上海交通大学、日本材料物质研究所、苏州黎元新能源科技公司、瑞士洛桑联邦理工学院为合作研究单位。

目前太阳能电池中的光电材料普遍使用的是硅材料，硅电池的光电能量转换效率较高，但它的制作成本也高，而且在制作过程中需要消耗大量化石能源、产生污染环境的化学物质。于是迫切需要发展新一代低成本太阳能电池。

韩礼元介绍说，钙钛矿太阳能电池光电转化效率高、发电成本低，是光伏研究领域极具竞争力、最有希望实现低成本发电的光伏技术。但由于它的关键部位钙钛矿材料薄膜要求高，使得这种新型太阳能电池“不好做”。“现阶段超过20%认证效率的钙钛矿太阳能电池面积只能达到0.04cm2-0.2cm2，顶多像个米粒那么大，而且依靠现有制备薄膜的技术，钙钛矿薄膜的面积越大，越容易出现瑕疵，电池的效率就越低。”

“我们团队用了3年时间解决这个问题，在大面积高质量钙钛矿薄膜制备的基础上，开发了有效面积36.1cm2的钙钛矿电池模块，在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率，建立了第一个大面积钙钛矿模块的效率世界纪录。”韩礼元表示。

新型制备大面积均匀钙钛矿薄膜的方法，为实现大规模生产低成本钙钛矿太阳能电池模块提供了一个新的发展方向。研究团队成员表示，未来的研究方向将把该团队小面积高效率器件的制备技术应用到模块当中，有希望达到和当前硅太阳能电池相当的模块效率。

此外，将进一步对钙钛矿电池的稳定性做深入探究，加速该型电池商业化进程。结合以上两点，该团队希望通过他们以及其他科研工作者的共同努力，使钙钛矿太阳能电池成为市场主流的发电方式，为降低发电成本，缓解能源危机，改善自然环境做出贡献。