柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率再獲突破 車載光伏商業(yè)化加速

來源: 證券日報網

  近日,《證券日報》記者從隆基綠能601012)科技股份有限公司(以下簡稱“隆基綠能”)獲悉,該公司聯合蘇州大學、西安交通大學等研究團隊在硅基疊層電池研究方向有了重要進展,其研發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率達29.8%。該電池效率獲德國弗勞恩霍夫太陽能研究所認證,成為全球首個獲權威認證的該類型電池效率世界紀錄。這一成果近日在線發(fā)表在權威學術期刊《Nature》上。

  “這項突破為柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池在空間光伏、車載光伏等輕質高功率光伏場景的商業(yè)開發(fā)奠定了基礎!甭』G能首席科學家、中央研究院副院長徐希翔對《證券日報》記者表示。

  光伏電池技術再突破

  晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術通過融合兩種半導體材料,將理論效率大幅提高,是公認的新一代光伏技術。然而,其商業(yè)化一直面臨柔性與穩(wěn)定性難以兼顧的核心難題。

  傳統觀念認為,單晶硅是剛性脆性材料。研究團隊通過將硅片厚度降至60微米,使其具備柔韌性,彎曲半徑低于2厘米也不會破裂。但鈣鈦礦功能層在彎曲時易分層失效的問題,仍制約著其實際應用。

  為此,研究團隊創(chuàng)新構建了“疏松加致密”的雙層緩沖層結構,其中疏松層能像彈簧床墊一樣吸收機械應力,致密層則確保高效的電荷傳輸。這一設計有效化解了應力緩沖與高效傳輸的矛盾。

  基于該技術,研究團隊研制出厚度僅60微米的超薄全硅片柔性疊層器件。該器件不僅實現了近30%的轉換效率,還可對折,彎曲半徑僅1.5厘米,重量不到4.4克,單位重量功率高達1.77瓦/克。

  同時,在實驗室小尺寸上,團隊研發(fā)的超薄晶硅—鈣鈦礦疊層電池小面積器件效率經美國國家可再生能源實驗室(NREL)認證達到33.4%。

  “研究工作充分展示了該疊層電池結構在效率和抗彎曲疲勞性的優(yōu)越性,以及它未來的應用潛力。”徐希翔表示。

  “轉換效率30%可以說是車載光伏大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的一個臨界點,隆基綠能和高校的這一聯合攻關成果有望加速推動車載光伏的商業(yè)化進程!比f聯證券投資顧問屈放在接受《證券日報》記者采訪時表示,車載光伏的大規(guī)模商業(yè)化將推動汽車從“能源消耗者”向“移動發(fā)電站”轉型,未來有望重塑汽車的能源生態(tài)。

  車載光伏商業(yè)化加速

  據《證券日報》記者了解,車企也在積極推動車載光伏的發(fā)展。比亞迪002594)股份有限公司(以下簡稱“比亞迪”)推出的智能太陽能車頂技術已經應用在2025款漢DM-i與秦PLUS DM-i車型上。該項技術的核心是比亞迪自研的異質結電池(HJT)方案,通過納米級蝕刻工藝,將光電轉換效率提升至23.18%,在理想光照條件下,車輛靜置八小時即可補能50公里至70公里。

  重慶長安汽車股份有限公司也在今年推出了一項“新型透明光伏車身”創(chuàng)新技術,每天補能里程可達20公里至50公里,可覆蓋日常通勤,還可實現防曬隔熱、隨溫變色等功能。

  “更高的轉換效率,更大的面積才能有更高的功率,補能功能才能更強,也才能進一步降低成本,這些需要產業(yè)的協同推動!鼻疟硎,隨著晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術、柔性光伏材料與智能能量管理系統的協同進化,車載光伏的商業(yè)化進程將進一步加快。

  按照比亞迪的規(guī)劃,到2027年,光伏組件將覆蓋車頂、機蓋、車門、玻璃等6平方米曲面,系統功率將提升至2千瓦,目標實現“一周不充電”;更長遠的布局中,還將引入柔性鈣鈦礦電池,將更多車身外表面轉化為高效發(fā)電面板,日充電量目標達到200公里。

  “從商業(yè)化的前景看,隆基綠能和高校團隊的這一成果,將進一步推動車載光伏大規(guī)模商業(yè)化的進程!鼻疟硎荆囕d光伏的應用場景廣闊,隨著車載光伏經濟性提升,不僅僅是乘用車,預計未來在物流、冷鏈、應急供電等領域將形成規(guī);瘧,并最終形成“萬車皆可光伏”的格局。

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