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本帖最后由 晨枫 于 2023-6-17 20:18 编辑
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南京大学谭海仁团队在《自然》杂志上发表文章,研制成功转化效率达到28%的钙钛矿光伏薄膜,超过硅基光伏薄膜。文章最后发表时,效率提高到29%。
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' i; R8 \7 b! [5 B; U, d; @: b- l0 Rhttps://news.nju.edu.cn/xsdt/20230608/i113525.html$ O# s9 S: H+ n$ t0 N
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钙钛矿的理论极限大大高于硅基,起步较晚,但发展很快,十几年里,转化效率从3.8%提高到25%以上。全钙钛矿单层电池的理论转化效率极限为33%,全钙钛矿双结叠层转换效率可达43%,全钙钛矿三结叠层转换效率可达50%左右,远远大于晶硅电池的29.4%,25%左右是实际极限。
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/ @7 `& o+ k' z1 c# t. A0 y! U谭海仁团队用多层钙钛矿薄膜,上层用于吸收短波长光,下层用于吸收长波长光,中间层将上下两层连接在一起,据说这是技术关键。团队还用真空政法和溶液加工混合法,降低下层的缺陷,提高抽取电子的效率。
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, M, X9 k1 w5 E" T谭海仁团队的钙钛矿叠层薄膜还具有长寿命的优点,在600小时连续照射下,性能下降不超过10%。这只是初始的实验室结果,进一步的长寿化可以期待。0 X3 M" Y$ U0 |! h9 t1 D/ A% x( E
8 f% f' q5 U5 _2 r钙钛矿原料成本低廉,关键元件成本只有硅基的1/20,加上外围附件,最终成本依然不到硅基光伏的一半。2 P3 {$ o+ w; b& A- G% B' p( L: v
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谭海仁团队和常熟市联手,正在建设一个年产150兆瓦钙钛矿光伏的工厂,预计9月开始建厂。3 q; K9 A5 F6 D% P; R
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如果在不远的将来,钙钛矿光伏薄膜的效率达到50%级,成本依然只有硅基的一半,那相当于每瓦的成本只有硅基的1/4,这是颠覆性的!即使现在的29%,已经差不多只有1/3了,非常显著了!* s% T% ` L I, H# J3 |' t
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在理想情况下,大太阳下光伏能大约每平方米1kW。典型电车耗电每百公里15度电。直接用太阳能边发电边开车肯定是不够用的,但要是每天通勤50公里,平均耗电7.5度,早晚通勤之间停车8小时,车顶光伏板算2平方米,效率50%,尽管不会8小时内都是大太阳,还是可能补足大部分耗电?那太阳能电车差不多成永动机了!
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现在电车车主已经因为充电比加油便宜得多,夸口“开电车不花钱”。用钙钛矿光伏板的话,还真是可能不要钱了!
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谭海仁团队是2022年国家自然科学基金会10大创新获奖者,这是介绍,当时效率还“只有”21.7%。. _+ A. C2 ]( I! c; W5 [3 b
' c+ m( O, z; X" Ahttps://www.nsfc.gov.cn/csc/20340/20343/61197/index.html
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谭海仁本人简介:: c- r* d9 `6 i, x0 M9 ]. j
. b* ]" S n6 c& j( V: p# v; uhttps://www.x-mol.com/university/faculty/63418
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3 `: Z! m2 N& |% A) ~2011-2015 荷兰代尔夫特理工大学 博士
1 j0 l, M& ]. L: G2008-2011 中国科学院半导体研究所 硕士/ ^7 V: @. s! W$ Z! `% G6 v6 \
2004-2008 中南大学 本科
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工作经历) R$ i, C$ ]- t
2018-至今 南京大学、现代工程与应用科学学院 教授、博导
- L+ D/ l/ h- p7 G* z3 Z2015 - 2018 加拿大多伦多大学、电子与计算机工程系 博士后
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v, Q6 l- z p, L% W研究领域4 T L% S1 {' [0 w! j) U
长期从事新型光伏材料与器件的研究工作,包括钙钛矿太阳能电池、硅基太阳能电池及新型高效低成本叠层太阳能电池,实现了全钙钛矿叠层太阳能电池、平面型钙钛矿太阳能电池、非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池光电转换效率的世界记录 |
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