中国团队攻克钙钛矿规模化生产技术难题

新华社杭州5月23日电（记者朱涵）我国企业和高校创新团队提出太阳能电池材料钙钛矿的涂层革新技术，实现了平米级钙钛矿组件的稳定批量生产，推动钙钛矿技术实现了从实验室到规模化应用的跨越。22日，该项研究成果发表于《科学》杂志。

图为创新团队成员在实验室中。（陈丽萍 摄）

论文第一作者及通讯作者、杭州纤纳光电首席技术官颜步一介绍，钙钛矿太阳能电池是第三代光伏技术，具有柔性、质轻等特性，即便在阴天也可保持较稳定的光电转换效率。钙钛矿电池的核心部位是钙钛矿吸光层，主要通过钙钛矿溶液成膜和结晶来制备，此前的常见工艺难以精准控制结晶厚度和平整度，因此影响钙钛矿面板的发电效能。

在浙江大学、浙江理工大学效率提升策略及理论计算的支持下，创新团队提出三维层流风场技术，攻克了钙钛矿薄膜大面积结晶均匀性难题。

“三维层流风场技术就像在涂了钙钛矿溶液的玻璃基板上放置一个结构复杂的‘抽油烟机’。通过巧妙结合旋涂工艺、真空闪蒸工艺，让气流平稳、均匀、定向地掠过玻璃基板，起到干燥的作用，从而让钙钛矿更均匀地结晶。”颜步一说，通过计算流体力学仿真优化，三维层流风场技术实现了对钙钛矿薄膜厚度的精准控制，使0.79平方米面积上的钙钛矿薄膜厚度波动小于3微米。

据介绍，与传统工艺相比，三维层流风场技术减少了表面缺陷，优化了结晶形态，使残留溶剂减少90%。经户外实证推算，应用新技术的钙钛矿组件10年衰减率不超过10%，达到光伏组件使用寿命的要求。

这是位于浙江丽水的农光互补钙钛矿光伏电站。（陈丽萍 摄）

此外，基于该技术建造的百兆瓦钙钛矿量产线，组件良率突破98.5%，0.79平方米组件功率达118W。在此基础上建设的500千瓦级钙钛矿商业电站，单位装机容量等效满发时长较晶硅组件高29%，高温季发电量较晶硅组件多31.9%。

美国加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系主任、欧洲科学院院士杨阳表示，该项新技术兼顾了效率、稳定性与生产良率和可扩展性，表明钙钛矿太阳能电池技术已具备了规模化量产的基本条件。据了解，目前该技术正拓展至柔性组件、光伏建筑一体化、车载能源等场景。