提到太阳能发电,大家第一印象就是屋顶上一块块硬邦邦的黑色光伏板。但你知道吗?传统光伏虽然普及广,却有不少短板:用料贵、笨重、不能弯曲,很多特殊场景根本用不了。
就在近期,中科院物理研究所孟庆波团队打出王炸突破!我国大面积铜锌锡硫硒薄膜光伏组件,效率刷新世界纪录,达到13.0%,成功登顶全球同类型技术榜首,成果更是登上顶刊《自然·材料》,让低成本绿色能源迎来跨越式升级。
很多人不懂薄膜光伏到底牛在哪,今天用大白话讲清楚。
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铜锌锡硫硒薄膜光伏实验室
我们常见的是晶硅光伏,必须用到高纯度硅料,提纯工序复杂、能耗高、成本居高不下。而这次突破的新型薄膜光伏,原材料全是铜、锌、锡这类随处可见、价格极低的普通金属,无稀有金属、无有毒材料,堪称最环保、最省钱的光伏技术。
但这项技术多年来一直有个世界级通病:实验室小样品效率超高,一放大做大就翻车。
简单说,小面积薄膜能做得均匀光滑,发电效果好;一旦做成可商用的大面积组件,薄膜厚薄不均、材质紊乱,发电效率会断崖式下跌。这也是全球科研团队卡了十几年的瓶颈,始终无法实现量产落地。
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太阳能电池板(老式)
这次我国团队完美攻克难题!研发出专属溶液涂布新工艺,从分子层面优化材料结构,让大面积薄膜平整度、均匀度大幅提升。最终实现小面积电池效率14.2%,10平方厘米商用级大面积组件稳定13.0%,彻底打破“放大即降级”的行业魔咒。
可能有人疑惑:晶硅光伏效率都20%以上了,13%看着并不高?
其实两者根本不是竞争关系,而是互补关系!晶硅光伏适合大型地面电站,追求极致高效率;而新型薄膜光伏主打超低成本、轻薄柔性、弱光发电强。阴天、高温环境下,它的发电稳定性远超传统光伏,还能随意弯曲,贴墙面、贴车顶、做便携发电设备都没问题,应用场景直接翻倍。
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此图为 铜锌锡硫硒薄膜光伏组件样品
更关键的是,这套工艺可流水线规模化生产,不用复杂提纯,原料消耗极少,能大幅压低光伏发电成本,让平价清洁能源真正走进千家万户。
此前海外同类型薄膜组件效率普遍低于12%,我国这次直接完成反超,稳稳拿下全球第一。彻底改变了新型薄膜光伏领域的国际格局。
可以预见,未来轻薄可弯曲的太阳能贴膜、建筑光伏幕墙、便携发电设备都会快速普及,新能源的形态再也不局限于笨重的硬板光伏板。
国产科技一次次突破极限,从追赶变成领跑,实实在在推动清洁能源普及,让绿色发电越来越便宜、越来越好用!
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