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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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https://news.nju.edu.cn/xsdt/20230608/i113525.html) @- O$ l) M k# N2 W# @1 X
( H0 R& {) }/ \& T- p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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. A' T' R4 ^- p) J6 A& k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。4 W$ M; z+ B% R! C0 w; H6 y5 W
* i5 C& s. @7 D3 q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。3 r$ h% z7 Z8 |: T% }0 k
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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。
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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。( K% Z4 h I0 P, {2 a
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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!. }6 R& X9 V7 J
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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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0 f' ~4 i- Z7 I6 U6 _6 H3 q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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( ~- A# Y3 T" d: q8 ]' J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%。4 i+ m O0 U/ S% T& A3 d3 W
: S7 P( _7 c& Q' ~- ihttps://www.nsfc.gov.cn/csc/20340/20343/61197/index.html
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谭海仁本人简介:
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https://www.x-mol.com/university/faculty/63418
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2011-2015 荷兰代尔夫特理工大学 博士
5 _1 c. Z4 U. o; ^2008-2011 中国科学院半导体研究所 硕士
. Y8 P: p t! `2004-2008 中南大学 本科! O. I9 n+ X, \
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工作经历8 R D G$ q/ ?9 D
2018-至今 南京大学、现代工程与应用科学学院 教授、博导
7 ^! }' d) n8 O" O/ k2015 - 2018 加拿大多伦多大学、电子与计算机工程系 博士后' J- K: i. t- B. M+ `
, c3 \# G, m8 v* F研究领域
8 W9 `8 A2 r; z! K) _: e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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