华科团队攻克钙钛矿太阳能产业化技术难关

华中科技大学武汉光电国家研究中心李雄教授研究团队日前通过开发能有效隔绝钙钛矿离子跨界面迁移的交联高分子材料，成功制备了发电效率高达20%的钙钛矿光伏模组，在室内全太阳光照老化测试条件下可连续正常工作近5000小时，攻克钙钛矿太阳能电池光电转换效率低、工作寿命短、难以产业化的技术难题。

这一成果日前发表在顶级学术期刊《自然-能源》上。此外，李雄教授团队还发现一种可显著延长有机半导体材料使用寿命的氧化活性高分子材料，上述两类高分子功能材料的结合使用，“提效、延寿，模组化”，为钙钛矿光伏产业化扫除了重大技术障碍。

目前，硅基太阳能电池在光伏市场占主导地位，但其发电成本仍高于水电、火电。近年来，钙钛矿太阳能电池不断取得研究进展，已有团队成功研发出转换效率达到20%以上的小面积钙钛矿光伏电池，仅用10余年时间，转换效率就达到硅基电池50年发展才达到的转换效率。但其面积小、寿命较短，成为产业化发展的瓶颈。

中科院外籍院士、染料敏化太阳能电池之父米夏埃尔·格雷策尔教授认为，李雄教授的成果，为钙钛矿太阳能电池产业化扫除重大技术障碍，对制备高性能、长寿命的钙钛矿光伏电池提供了有效解决方案。

“钙钛矿可人工合成，钙钛矿太阳能电池采用溶液法制备，具有成本优势且可清洁生产，被认为是新一代太阳能电池中最有望商业化的技术路线之一。”李雄说。

2023年2月，首届湖北省博士后创新创业大赛总决赛现场，以李雄团队博士后郭锐博士等科研人员为核心的项目《柔性钙钛矿太阳能电池的研发和产业化》摘得金奖。据郭锐介绍，钙钛矿太阳能电池可柔性化、轻量化、半透明化，弥补晶硅电池弱光场景无法有效发电的缺陷，在光伏建筑一体化领域应用潜力巨大。

2023年以来，钙钛矿太阳能电池产业化进程显著提速，产业化初具雏形。李雄介绍，采用上述新技术生产的钙钛矿太阳能电池，光电转换效率高、稳定性强、使用寿命长，可大规模稳定生产。“下一步，团队将在提高钙钛矿太阳能电池稳定性、提高效率和使用寿命等方面不断探索，为钙钛矿太阳能电池进一步打开产业发展空间。”