如何突破光伏“天花板”?西南石油大学成果转化给出答案
创始人
2026-07-08 01:19:08

近日,西南石油大学光伏材料与技术科研团队传出好消息,最新实验结果表明,小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%,大大突破了常规太阳能电池的光电转换效率。团队论文成果发表在Advanced Materials等能源领域顶级期刊。高转换率的关键在于硅基异质结技术,该技术解决了光伏产业“卡脖子”技术难题,其中的纳晶硅氧薄膜、铜互联技术达到国际领先水平,获中国可再生能源学会科技进步一等奖。

这样的科研成果转化目前已遍地开花。3年前,西南石油大学首个分布式光伏发电项目建成。项目采用“自发自用、余电上网”的模式为校内图书馆供能,400块高效单晶硅光伏组件将太阳能转化为电能,并输送给图书馆的各个角落,承担起21926.6平方米图书馆的照明用电。截至目前,该项目运行31个月,累计发电51.88万度,累计收益38.91万元,实现二氧化碳减排517.27吨,真正实现经济效益与生态效益双赢。

一块块光伏板还走进了大山深处。“光不仅能照亮世界,还带着能量……”金阳中学科学教师赵佳奎为学生科普光伏发电基地的作用。西南石油大学对口帮扶四川凉山州金阳县,县域内山高谷深,偏远村寨和山区的配网基础薄弱。2025年7月,西南石油大学光伏材料与技术科研团队从金阳中学开始试点,启动建设金阳中学光伏发电项目,光伏板装上了金阳中学的楼顶,目前该项目已累计发电6.08万度,项目预计年发电量达17.07万度,年收益达8.88万元左右。

光伏发电板还走向了祖国最需要的地方。据统计,该团队有12项科研成果在通威太阳能有限公司、浙江湖州鹑火光电有限公司等企业转化,将实验室成果转化为可量产的产品或服务。

正当光伏技术的成果转化如火如荼地进行时,西南石油大学光伏产业技术研究院副院长、团队负责人章文峰却陷入了沉思。

“科研成果转化更多是利用原本的技术因地制宜,但是想要进一步提高转换率,让光伏产业真正遍地开花,更应该推动光伏产业技术创新。”章文峰考虑。团队反复在模拟实验中演算市面上太阳能电池的效率,思考突围的路径。章文峰说:“每种材料的潜力都有极限,晶硅电池已明确逼近29.4%的光电转换效率极限。技术天花板已经达到,下一步光伏要如何突围呢?”

推理、测试、再推翻重来……技术瓶颈并非行业发展的“终局”,反而是团队从“同质化规模竞争”向“差异化价值竞争”转型的催化剂。团队成员没有停下脚步,29.4%是材料的极限,但不应该是光伏的极限。

单一材料的路走不通了,那就攻关叠层太阳能电池。目前,市面上常用的太阳能电池材料以钙钛矿和晶硅为主,但是两种材料各有优势。如何能将两种材料的优势结合起来,提高光电转换率,实现光伏技术降本增效呢?

团队把目光转向了硅基异质结技术,这是一种能够结合晶体硅与非晶硅的先进太阳能电池技术,将不同带隙材料的优势结合起来,具有钝化效果好、光电转换效率高、温度系数低、低温工艺制程等优势,是与钙钛矿实现叠层的理想选择。

通过反复实验,团队将宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池上下串联,让钙钛矿先吸收并转化短波长光,晶硅再吸收透射过来的长波长光。终于,团队研制出小尺寸超高效叠层太阳能电池,其光电转换效率能够接近35%,突破了单结电池理论效率的极限,处于行业先进水平。

西南石油大学新能源与材料学院党委书记王平表示,科技成果转化反哺科研是打通产学研用全链条、培育新质生产力的核心路径。在“双碳”背景下,新能源与材料学院将以高质量党建引领高质量发展,紧扣“十五五”能源领域科技创新重点任务,聚焦光伏、氢能等优势方向,助力国家建设清洁低碳安全高效的新型能源体系。(中国教育报-中国教育新闻网记者 陈朝和 通讯员 王天崇 谢娜)

作者:陈朝和 王天崇 谢娜

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