近日，西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院光伏材料與技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)傳出好消息：其研發(fā)的小尺寸超高效疊層太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率接近35%，大幅超越常規(guī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

當(dāng)前市場(chǎng)主流太陽(yáng)能電池材料以晶硅和鈣鈦礦為主。晶硅電池已明確逼近29.4%的光電轉(zhuǎn)換效率極限，鈣鈦礦單結(jié)電池理論效率雖達(dá)33%，但實(shí)際轉(zhuǎn)化效率長(zhǎng)期徘徊在28%左右。

“單一材料的轉(zhuǎn)化效率很難再大幅提高，那將兩種材料疊合起來(lái)能否進(jìn)一步提高效率呢？”光伏材料與技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人章文峰說(shuō)，晶硅與鈣鈦礦對(duì)不同波段光線的吸收響應(yīng)特性存在差異，疊合起來(lái)正好互補(bǔ)，有望提高轉(zhuǎn)化效率，難題在于如何實(shí)現(xiàn)兩類(lèi)材料穩(wěn)定疊合。

研究團(tuán)隊(duì)向疊層太陽(yáng)能電池技術(shù)發(fā)起沖鋒——經(jīng)過(guò)多輪理論推演、試樣測(cè)試、方案優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)把目光聚焦到硅基異質(zhì)結(jié)技術(shù)。

章文峰告訴記者，硅基異質(zhì)結(jié)是一種能夠結(jié)合晶體硅與非晶硅的先進(jìn)太陽(yáng)能電池技術(shù)，可將不同帶隙材料的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，具有鈍化效果好、光電轉(zhuǎn)換效率高、溫度系數(shù)低等優(yōu)勢(shì)，是晶硅材料與鈣鈦礦實(shí)現(xiàn)疊層的理想選擇。

通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)將寬帶隙鈣鈦礦頂電池與窄帶隙晶硅異質(zhì)結(jié)底電池上下串聯(lián)，讓鈣鈦礦先吸收并轉(zhuǎn)化短波長(zhǎng)光、晶硅再吸收透射過(guò)來(lái)的長(zhǎng)波長(zhǎng)光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種小尺寸超高效疊層太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率接近35%，突破了單結(jié)電池理論效率的極限，進(jìn)一步打開(kāi)了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。

近年來(lái)，西南石油大學(xué)新能源與材料學(xué)院不斷推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，目前已有12項(xiàng)科研成果在相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)化落地。