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基於低溫碳電極的高效穩定鈣鈦礦太陽能電池及組件技術材料前沿熱點、能源材料口環境材料。

關鍵詞（3～5個） 鈣鈦礦太陽能電池，低溫碳電極，高效穩定，組件。

應用領域

可再生能源、光伏

成果簡介

我們開發了基於低溫碳電極的高效穩定鈣鈦礦太陽能電池及組件關鍵技術。該項技術能顯著降低鈣鈦礦電池生產中的材料、能耗和設備成本，對推動電池商業化發展有重要意義。通過發展低溫碳電極製備、界面附着和界面電荷傳輸調控等多項關鍵技術，成功研製國際最高效率的碳基鈣鈦礦太陽能電池，認證效率達到22.4%。通過電池製備的協同調控，目前已經實現了效率>24%的低溫碳電極鈣鈦礦電池研製。碳電極在物理化學穩定性優勢及其優異的界面附着性能顯著提升了鈣鈦礦電池工作穩定性，高效率電池持續工作2000小時未見明顯性能衰減。 此外，我們發展了鈣鈦礦電池功能層大面積溶液法製備、大面積低溫碳薄膜沉積工藝、超低成本激光劃線和組件製備技術，通過材料製備和工藝技術創新，成功研製了基於低溫碳電極的鈣鈦礦電池模塊組件，大於10 cm2電池模塊上實現了超過18%的電池效率。 基於低溫碳電極技術的鈣鈦礦電池可以全程在非真空和較低溫度下（<150 °C）製備，顯著降低了鈣鈦礦電池製備過程中對高溫和高真空的要求。該工藝可實現電池製備與相關功能層製備同步可以在並行路線下進行，顯著提高鈣鈦礦電池製備的時間效率，縮短電池組件生產「節拍」，對於電池產業化具有重要價值。 相關工作先後發表在Carbon、Adv.Funct.Mater.和Joule等國際權威雜誌上，並已獲多項中國發明專利授權。

經濟效益與社會效益

低溫碳電極鈣鈦礦電池具有原料成本低、製備工藝簡單、設備需求低、轉換效率高、穩定性高、功能拓展性強、產線兼容性高、環保風險低、可回收性強等諸多優勢。該技術應用將有效降低鈣鈦礦電池的成本、提高電池穩定性和生產產能，提高鈣鈦礦電池的核心競爭力，推動鈣鈦礦太陽能電池的商業化發展，有效助力實現「雙碳」目標。