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德国团队突破!定制叠层太阳能电池创25.5%转化效率新纪录

2026-07-04来源:快讯编辑:瑞雪

德国科研团队在太阳能领域取得重大突破,其研发的叠层太阳能电池在1.081平方厘米的面积上实现了25.5%的光电转换效率,刷新了该团队去年创造的24.6%的纪录。这一成果已通过权威认证,标志着下一代清洁能源技术迈出关键一步。

该研究由柏林亥姆霍兹研究中心与柏林洪堡大学联合完成,其核心突破在于突破了太阳能电池的"面积门槛"。传统实验室研究多聚焦于微小尺寸电池,而全球权威的《太阳能电池效率表》明确要求技术验证需在大于1平方厘米的面积上实现。此次跨越式发展使该技术从实验室理论直接进入可规模化应用的候选名单。

叠层电池采用双材料结构,底层为铜铟镓硒(CIGS)薄膜,顶层覆盖钙钛矿晶体层。这种设计通过光谱分层利用实现效率跃升:钙钛矿层优先吸收高能蓝光并转化为电能,剩余光线穿透至CIGS层捕获低能红光与红外光。研究团队通过精确调控CIGS层的带隙能量,使其与钙钛矿层形成完美互补。

工程实现过程中,科研人员攻克了多项技术难题。化学家张武爱团队开发出原子级涂层技术,在仅1纳米厚的钝化层上精确沉积富勒烯分子,有效防止界面漏电。另一研究组则通过调整铝掺杂氧化锌层的厚度与特性,优化了电池的光电传输性能。吉列尔莫·法里亚斯·巴苏尔托博士指出:"我们测试了不同带隙(1.05eV与1.1eV)的CIGSe底电池组合,最终找到最优配置。"

规模化应用已现曙光。在与柏林应用科学大学的合作中,研究团队将相同材料体系扩展至2.25平方厘米的微型组件,仍保持19.7%的转换效率。内部测试显示,改进后的结构效率已达27.5%,物理模型预测该技术有望突破30%的理论极限。

这种新型电池的独特优势在于其材料特性。CIGS与钙钛矿的薄膜结构兼具轻质与柔韧性,可弯曲特性使其能应用于建筑幕墙、汽车顶棚等传统刚性面板无法覆盖的场景。相关研究成果已发表于《焦耳》期刊,为清洁能源领域开辟了新的技术路径。

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