太阳能电池光电转换率获突破

来源：光明日报

【前沿科技观察】

本报成都7月7日电（记者 周洪双、太阳李晓东 通讯员 王天崇）

近日，池光西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队取得重大技术突破：其研发的电转小尺寸超高效叠层太阳能电池，光电转换效率已接近35%。换率获突这一数据大幅超越了当前常规太阳能电池的太阳效率水平，标志着光伏技术向更高能效迈出了关键一步。池光

行业背景：单结电池遭遇效率瓶颈

目前，电转市场主流太阳能电池材料主要集中于晶硅和钙钛矿两大阵营，换率获突但两者均面临各自的太阳效率天花板：

• 晶硅电池：已明确逼近29.4%的光电转换效率极限，提升空间日益收窄。池光
• 钙钛矿单结电池：尽管理论效率可达33%，电转但受限于材料稳定性与工艺难度，换率获突实际转化效率长期徘徊在28%左右。太阳

技术突破：异质结叠层实现“光能互补”

面对单一材料效率难以大幅跃升的池光现状，光伏材料与技术科研团队负责人章文峰提出了新的电转解题思路：“既然单一材料受限，能否将两种材料叠合，利用它们对不同波段光线的吸收差异进行互补，从而突破效率极限？”

晶硅与钙钛矿在光谱响应上存在天然差异，叠合使用理论上能显著提升整体转化效率。然而，如何实现两类材料在微观结构上的稳定叠合，曾是长期困扰科研人员的难题。

核心方案：聚焦硅基异质结技术

经过多轮理论推演、试样测试及方案优化，团队最终锁定硅基异质结技术作为突破口。

章文峰介绍，硅基异质结是一种融合晶体硅与非晶硅优势的先进电池技术，具备以下核心优势：
1. 钝化效果优异：有效减少载流子复合损失。
2. 光电转换效率高：为叠层结构提供坚实基础。
3. 温度系数低：在高温环境下性能更稳定。

这些特性使其成为晶硅材料与钙钛矿实现高效叠层的理想载体。

创新机制：上下串联，全光谱利用

通过反复实验验证，团队成功构建了“宽带隙钙钛矿顶电池 + 窄带隙晶硅异质结底电池”的串联结构。其工作原理如下：

• 顶电池（钙钛矿）：优先吸收并转化短波长光线。
• 底电池（晶硅）：吸收透过顶电池后的长波长光线。

这种分层吸收机制极大提升了光子的利用率。实验数据显示，该小尺寸超高效叠层太阳能电池的光电转换效率接近35%，成功突破了单结电池的理论效率极限，为光伏产业的进一步发展打开了广阔空间。

产业转化：科研成果加速落地

近年来，西南石油大学新能源与材料学院持续推动光伏产业的技术创新与成果转化。截至目前，该院已有12项科研成果在相关企业实现转化落地，正逐步从实验室走向规模化应用，助力国家“双碳”目标实现。

(责任编辑：时尚)