17.7%!我国科学家研发无铅锡基钙钛矿电池,刷新世界纪录
一、顶刊聚焦:中国科研团队刷新无铅光伏效率纪录?
近日,国际顶尖学术期刊《自然》刊登了复旦大学梁佳团队的一项重要研究成果 —— 一款具备全生命周期无害特性的锡基钙钛矿太阳能电池成功研发,其光电转换效率达到 17.7%,这一数值直接打破了该类型电池的全球效率纪录。这一突破不仅意味着无铅绿色光伏技术领域的关键难题被成功攻克,更充分证明我国在清洁能源材料研究领域已迈入国际领先行列。?
当前,光伏产业正处于向 “高效化” 与 “环保化” 同步升级的关键阶段,该成果的出现无疑具有里程碑式的意义。长期以来,钙钛矿太阳能电池凭借成本低廉、发展潜力大的优势,被广泛认为是下一代光伏技术的核心发展方向。然而,传统钙钛矿电池所采用的铅基材料存在重金属污染风险,这一问题始终是阻碍其实现规模化应用的 “关键障碍”。而梁佳团队的这项创新,彻底解决了这一困扰行业多年的难题,为光伏产业的绿色转型开辟了全新道路。?
二、五年攻坚:破解无铅与高性能的行业难题?
这项具有颠覆性的研究成果,并非一蹴而就,而是梁佳团队历经五年潜心研究、持续攻关的结果。为了打破 “无铅材料必然导致电池效率降低” 的行业固有认知,团队从基础研究入手,逐步构建起一套覆盖材料生长调控、界面缺陷修复以及器件结构优化的全流程技术体系,最终形成了一套既能保证环保属性,又能实现高性能的创新解决方案。?
该技术的核心创新点在于材料体系的革新:团队选用环境友好性极佳的锡元素,全面替代传统钙钛矿电池中的铅基材料。同时,通过精确控制晶体的成核速度与生长方向,成功解决了锡基材料容易氧化、载流子传输效率低的固有缺陷。与此前国际上同类研究成果相比,这项技术实现了 “消除污染” 与 “提升效率” 的双重突破,17.7% 的光电转换效率远超行业预期,这也让无铅钙钛矿电池从实验室研究走向产业化应用成为现实。?
这套完整技术体系的建立,不仅填补了我国在无铅钙钛矿电池产业化技术领域的空白,更在国际光伏材料研究领域树立起 “绿色高效” 的全新标杆,为全球无铅光伏技术的发展提供了重要参考。?
三、场景落地:绿色能源融入日常生活的多样途径?
依托轻薄柔性、成本低廉、无环境污染等核心优势,这项创新技术已经规划出清晰的产业化应用蓝图,未来有望推动绿色能源从传统的集中式电站,逐步延伸到人们日常生活的各个场景:?
光伏建筑一体化场景:该电池可直接贴合在建筑幕墙、屋顶瓦片等建筑构件表面,使建筑物转变为 “自主发电体”。据初步估算,采用该技术后,单体建筑对传统电网的依赖度有望降低 30% 以上;?
可穿戴设备供电场景:利用电池轻量化的特点,将其制成柔性电池组件,并集成到智能手环、健康监测仪等可穿戴设备中,能够有效解决当前可穿戴设备续航时间短、需要频繁充电的问题;?
应急与离网供电场景:针对偏远山区、户外作业等电力供应短缺的区域,可借助该技术快速搭建小型化供能系统,确保这些区域能够即时获取稳定的电力供应。?
这些应用场景的逐步落地,将加速绿色能源与民生需求的深度融合,为我国 “双碳” 目标的实现提供切实可行、看得见摸得着的技术支持。?
四、产业变革:重塑光伏产业绿色发展逻辑?
在全球能源结构加速向清洁化转型的大背景下,复旦大学梁佳团队的这项技术突破,正深刻改变着光伏产业的发展格局。从技术层面来看,该成果彻底打破了 “高性能光伏产品必须依赖重金属材料” 的传统观念,用实际数据证明了环保属性与高效性能能够在光伏产品中实现完美结合;从产业层面分析,全生命周期无害的特性,将大幅降低光伏产品在生产、使用及回收过程中的环境成本与回收压力,与全球制造业追求可持续发展的核心需求高度契合。?
对于我国而言,这项技术更具有重要的战略意义。作为全球光伏制造与应用大国,我国在传统硅基光伏领域已经形成了完整的产业链,具备强大的规模优势。但在新型钙钛矿光伏技术领域,此前仍存在一定的突破空间。梁佳团队的这项成果,有望帮助我国在下一代光伏技术的国际竞争中抢占先机,进一步巩固我国在全球光伏产业中的领先地位,为我国光伏产业从 “规模优势” 向 “技术优势” 转型提供核心动力。?
从长远角度来看,随着该技术实现规模化应用,全球能源生产与消费模式将迎来深刻变革。当清洁能源能够以更安全、更便捷、更亲民的方式融入人们的衣食住行,绿色低碳的发展理念将拥有更加坚实的技术基础,进而推动全球可持续发展目标的加速实现。来源 矿业交易网