論文第一作者及通訊作者、杭州纖納光電首席技術(shù)官顏步一介紹，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是第三代光伏技術(shù)，具有柔性、質(zhì)輕等特性，即便在陰天也可保持較穩定的光電轉換效率。鈣鈦礦電池的核心部位是鈣鈦礦吸光層，主要通過(guò)鈣鈦礦溶液成膜和結晶來(lái)制備，此前的常見(jiàn)工藝難以精準控制結晶厚度和平整度，因此影響鈣鈦礦面板的發(fā)電效能。
在浙江大學(xué)、浙江理工大學(xué)效率提升策略及理論計算的支持下，創(chuàng )新團隊提出三維層流風(fēng)場(chǎng)技術(shù)，攻克了鈣鈦礦薄膜大面積結晶均勻性難題。
“三維層流風(fēng)場(chǎng)技術(shù)就像在涂了鈣鈦礦溶液的玻璃基板上放置一個(gè)結構復雜的‘抽油煙機’。通過(guò)巧妙結合旋涂工藝、真空閃蒸工藝，讓氣流平穩、均勻、定向地掠過(guò)玻璃基板，起到干燥的作用，從而讓鈣鈦礦更均勻地結晶。”顏步一說(shuō)，通過(guò)計算流體力學(xué)仿真優(yōu)化，三維層流風(fēng)場(chǎng)技術(shù)實(shí)現了對鈣鈦礦薄膜厚度的精準控制，使0.79平方米面積上的鈣鈦礦薄膜厚度波動(dòng)小于3微米。
據介紹，與傳統工藝相比，三維層流風(fēng)場(chǎng)技術(shù)減少了表面缺陷，優(yōu)化了結晶形態(tài)，使殘留溶劑減少90%。經(jīng)戶(hù)外實(shí)證推算，應用新技術(shù)的鈣鈦礦組件10年衰減率不超過(guò)10%，達到光伏組件使用壽命的要求。
此外，基于該技術(shù)建造的百兆瓦鈣鈦礦量產(chǎn)線(xiàn)，組件良率突破98.5%，0.79平方米組件功率達118W。在此基礎上建設的500千瓦級鈣鈦礦商業(yè)電站，單位裝機容量等效滿(mǎn)發(fā)時(shí)長(cháng)較晶硅組件高29%，高溫季發(fā)電量較晶硅組件多31.9%。
美國加州大學(xué)洛杉磯分校材料科學(xué)與工程系主任、歐洲科學(xué)院院士楊陽(yáng)表示，該項新技術(shù)兼顧了效率、穩定性與生產(chǎn)良率和可擴展性，表明鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)已具備了規?；慨a(chǎn)的基本條件。據了解，目前該技術(shù)正拓展至柔性組件、光伏建筑一體化、車(chē)載能源等場(chǎng)景。
