光電發電是全球綠色轉型的生力軍。北京理工大學等國內單位科研團隊合作，成功突破鈣鈦礦/晶矽疊層太陽能電池製備技術難題，並開發出光電轉換效率達32.5%、具有長期運作穩定性的鈣鈦礦/晶矽疊層太陽能電池。相關成果2日於國際學術期刊《科學》發表。

目前，生產生活中較常見的太陽能電池為晶矽電池，其光電轉換效率約為26%。鈣鈦礦/晶矽疊層電池是一種新型太陽能電池，由晶矽和鈣鈦礦兩種材料組合吸光，相較傳統晶矽電池具有發電成本低、光電轉換效率高的特性。長久以來，這款新型電池在製備過程中，常出現鈣鈦礦薄膜不均勻及晶體品質不佳等問題，導致成品出現缺陷，影響光電轉換率及使用壽命。

圖為北京理工大學科學研究團隊等開發的鈣鈦礦/晶矽疊層太陽能電池原型裝置。 （受訪者供圖）

「製備這種疊層電池，是在晶矽電池上先鍍一層鈣鈦礦前驅液，該前驅液乾燥時逐漸形成晶核並結晶，最後’長’成寬帶隙的鈣鈦礦薄膜。但由於鈣鈦礦材料裡的組分多樣、晶種相態複雜，導致’長’出的薄膜不均勻。策略，在前驅液中添加長鏈烷基胺，促使高品質晶核加速“生長”，抑制低質量晶核“生長”，從而製備出均勻的高品質寬帶隙鈣鈦礦薄膜。

北理工材料學院助理教授陳怡華介紹，團隊基於此創新思路，分別製備出1平方公分及25平方公分的鈣鈦礦/晶矽疊層電池，對應實現的光電轉換效率為32.5%及29.4%，均優於傳統的晶矽太陽能電池。此外，經過最大功率點追蹤測試後，樣品展現出長期運作穩定性。

陳棋表示，該成果為鈣鈦礦/晶矽疊層太陽能電池發展打下關鍵技術基礎，可望推動其產業化應用，提升光電發電效能，並協助能源綠色低碳轉型。 （記者趙旭）