光电转化效率突破30%!中国团队太赫兹技术助力钙钛矿光伏电池登顶《自然》

重磅!我国下一代光伏技术迎来重大突破! 南京大学谭海仁团队与国防科技创新研究院常超团队联合攻关,利用太赫兹技术,成功实现对全钙钛矿叠层光伏电池内部载流子输运行为的精准、无损探测,并在此基础上将电池光电转化效率提升至30.1%,刷新世界纪录!相关研究成果于10月28日在线发表于国际顶级学术期刊《自然》,标志着我国在新一代光伏技术领域迈入全球领先行列!
突破瓶颈!太赫兹技术让钙钛矿电池效率“更上一层楼”
钙钛矿光伏电池被视为下一代最具潜力的光伏技术,因其成本低、柔性好、理论效率极高,成为全球科研竞争的焦点。然而,长期以来,科学家们面临一个关键难题——如何精确探测和调控钙钛矿材料中的载流子(电子和空穴),以减少能量损失,提升光电转化效率。
传统探测方法往往会对电池造成损伤,或无法精准捕捉载流子的微观行为。而此次,常超团队开发的太赫兹辐射探测光谱表征技术,成为破解这一难题的关键!

太赫兹技术:让载流子“无处遁形”
太赫兹光子具有亚带隙能量特性,能够特异性地探测钙钛矿中的自由载流子浓度,而不会引发带间跃迁干扰。同时,太赫兹场的皮秒级时间分辨能力,可以精确观测载流子的输运行为,就像给电池内部装了一台“高速摄像机”,让科学家能清晰看到电子和空穴的运动轨迹!
实验发现,钙钛矿吸光层和空穴传输层之间的界面,是载流子损耗最严重的区域。针对这一瓶颈,研究团队创新性地设计了一种偶极钝化层,它就像城市里的“单行道”,精准引导载流子向空穴传输层运动,大幅减少能量损失!
效率突破30%!中国技术领跑全球
通过太赫兹技术的精准诊断和优化,研究团队成功制备出新型全钙钛矿叠层光伏电池,其光电转化效率高达30.1%,首次突破30%大关,并被国际权威《太阳能电池效率表》收录!
经国际第三方机构认证,这一效率是目前全球钙钛矿叠层电池的最高纪录! 论文第一作者、南京大学林仁兴助理教授表示:“太赫兹光谱技术让我们首次清晰地看到了载流子的微观行为,为未来设计更高效率的太阳能电池提供了全新路径。”
未来可期!下一代光伏技术或将颠覆能源行业
钙钛矿光伏电池的突破,意味着未来太阳能电池的效率将远超当前主流的晶硅电池(约22%-24%),甚至有望推动光伏发电成本进一步降低,加速全球能源转型!
我国科研团队此次在太赫兹探测技术和钙钛矿电池优化上的双重突破,不仅登上《自然》,更让中国在全球下一代光伏竞争中占据领先地位! 未来,随着技术的进一步成熟,钙钛矿电池有望广泛应用于建筑光伏一体化(BIPV)、柔性光伏、太空能源等领域,为全球碳中和目标提供更强动力!
中国光伏,再次领跑世界!
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