一支国际研究团队成功研发出首款高性能、商用尺寸的串联太阳能电池,在实现性能优异的同时,不再依赖稀缺且成本昂贵的金属铟。
一篇发表于《Science》杂志的文献显示,这项突破性成果以储量丰富的氧化锡替代铟基氧化物,在不牺牲性能的前提下,将材料成本降至后者的1%。
图片说明:该研究团队开发的商用尺寸无铟串联太阳能电池微型组件,利用储量丰富的氧化锡替代稀缺的铟,认证转换效率达到31%。 蒙纳士大学
这一突破使新一代串联太阳能电池距离商业化生产更近一步,并有望实现成本更低、发电效率更高的太阳能电池板。
蒙纳士苏州材料工程系教授Yuan Cheng表示,这一里程碑式突破标志着首次实现大面积、高效率的无铟钙钛矿串联太阳能电池,证明该技术已可从实验室级器件进一步拓展至更大规模应用。
Cheng教授说:“鉴于锡的成本仅为铟的1%,这项突破为开发低成本、可持续且可规模化的串联光伏技术开辟了全新的材料途径和高度可行的工程化方案。”
“从长远来看,这项研究对于加快下一代超高效率光伏技术的产业化,并推动其实现太瓦级规模应用具有重大战略意义。”
随着全球对太阳能的需求持续增长,减少对稀缺材料的依赖变得日益重要。铟广泛应用于各类电子产品,但其有限的供应给大规模生产带来挑战。
研究团队通过采用低损伤反应等离子体沉积工艺,以氧化锡替代铟,成功制备出商用尺寸的太阳能电池微型组件,在实现31%认证效率的同时,也提升了器件耐久性。
此外,该设备在高温、高湿及超过三个月的户外使用环境下,仍能保持优异性能。
Cheng教授表示,在商用尺寸的串联组件上实现超过30%的效率是一次重要的技术里程碑,证明了无需依赖稀缺且昂贵的材料,也能保持高性能。
“研究团队开发了一种用于制备氧化锡(SnOx)薄膜的反应等离子体沉积(RPD)工艺,并将其作为复合层,在1平方厘米的器件上实现33.6%的认证效率。”Cheng教授介绍道。
“通过进一步将RPD-SnOx技术应用于前后透明电极,我们成功制备出无铟串联太阳能电池。值得一提的是,我们将该技术规模化应用于面积达207.9平方厘米的微型组件中,实现了高达31.0%的出色认证效率。”
该研究由多个合作团队共同主导推进,核心成员包括蒙纳士大学的Yuan Cheng教授、苏州大学的Xiaohong Zhang教授和Xinbo Yang教授、正泰新能科技股份有限公司的Zijia Li博士,以及多所知名大学和光伏行业领先企业。
蒙纳士苏州成立于2012年,致力于在中国打造世界一流的科研与人才培养平台。该校设有东南大学-蒙纳士大学国际学院(苏州),提供涵盖本科、硕士及博士阶段的世界一流教育,并设有配套研究机构。蒙纳士大学与东南大学研究人员在智慧城市、能源与环境以及生命科学等多领域开展合作,取得了多项突破性成果。
蒙纳士大学在2027年QS世界大学排名中位列全球第31位,是全球排名攀升最快的高校之一。充分体现出蒙纳士大学颁发的学位备受全球顶尖雇主的认可。

