鈣鈦礦室內(nèi)用光伏組件轉(zhuǎn)換效率超36%

近日，暨南大學(xué)新能源技術(shù)研究院教授麥耀華團(tuán)隊獲得了獨(dú)立第三方認(rèn)證超過36%的大面積鈣鈦礦室內(nèi)光伏組件轉(zhuǎn)換效率，為當(dāng)前已報道的世界最高值。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》。

近幾年，以鈣鈦礦材料為光吸收層的太陽電池技術(shù)受到廣泛關(guān)注。使用光伏電池實現(xiàn)室內(nèi)弱光能量采集，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居和智能出行等領(lǐng)域，但其需要一個較寬的光學(xué)帶隙才能獲得較高的轉(zhuǎn)換效率。鈣鈦礦光吸收層的光學(xué)帶隙可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整，因而具備獲得高轉(zhuǎn)換效率光伏器件的可能性，目前已經(jīng)有團(tuán)隊報道效率超過40%的室內(nèi)鈣鈦礦光伏電池。

然而，寬帶隙鈣鈦礦薄膜內(nèi)溴（Br）含量較高，容易造成相分離現(xiàn)象，影響器件的性能。麥耀華團(tuán)隊研究了鈣鈦礦光伏電池的帶隙與室內(nèi)光伏性能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)除了相分離外，鈣鈦礦光吸收層中的Br空位缺陷也是限制電池開路電壓的主要因素之一。使用富碘（I）堿金屬小分子材料處理后，可有效解決Br空位問題，提升了器件在弱光下的轉(zhuǎn)換效率。在1000 lux的TL84光源下，有效面積為12.30平方厘米的鈣鈦礦室內(nèi)光伏組件獲得了獨(dú)立第三方認(rèn)證的36.36%的轉(zhuǎn)換效率，為世界已報道的鈣鈦礦弱光組件最高轉(zhuǎn)換效率。

同時，團(tuán)隊研制了基于鈣鈦礦光伏組件的室內(nèi)光能采集系統(tǒng)樣機(jī)，實現(xiàn)了室內(nèi)光能采集、最大功率點(diǎn)跟蹤、電能和電池管理、環(huán)境溫濕度采集、藍(lán)牙通信和免充電等功能。此外，該團(tuán)隊指出，對室內(nèi)光伏電池性能的準(zhǔn)確測試和測試流程的標(biāo)準(zhǔn)化對該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化至關(guān)重要。