華中科技大學(xué)光電國家實驗室副教授陳煒自主研發(fā)的大面積鈣鈦礦太陽能電池，經(jīng)日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST)光伏技術(shù)研究中心認(rèn)證，達(dá)到國際最高效率15%，填補了太陽能電池效率記錄表的該項空白。該成果近日發(fā)表于《科學(xué)》。

AIST是國際最權(quán)威的太陽能電池認(rèn)證機構(gòu)之一。陳煒?biāo)蜋z的大面積鈣鈦礦電池在該研究所成功認(rèn)證為國際最高效率15%。該結(jié)果被“太陽能電池之父”馬丁˙格林首次寫入由其編纂的權(quán)威太陽能電池效率記錄表。

鈣鈦礦太陽能電池是近幾年出現(xiàn)的新型光伏技術(shù)，其效率記錄提升速度十分迅猛。鈣鈦礦材料具有原料豐富、成本低廉、光電性質(zhì)優(yōu)越、可溶液加工、可低溫制備等特點。但鈣鈦礦太陽能電池普遍存在穩(wěn)定性問題，很多電池在測試的過程中就發(fā)生了衰變。此外，鈣鈦礦太陽能電池還普遍存在遲滯現(xiàn)象。

陳煒和團隊通過測試數(shù)萬條電池電流/電壓輸出特征(IV)曲線，在比較了幾種最常見的鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)以后，發(fā)現(xiàn)“P-i-N”反式平面結(jié)構(gòu)電池更容易消除遲滯現(xiàn)象。

通過實施界面工程，陳煒成功將該“P-i-N”結(jié)構(gòu)小面積(0.09平方厘米)電池的效率提升到18.3%，大面積1.02平方厘米電池的效率提升到16.2%，而且無論是小電池還是大電池，其IV測試的遲滯效應(yīng)都非常小。同時，器件表現(xiàn)出迄今為止各類型鈣鈦礦太陽能電池最好的穩(wěn)定性。

陳煒表示，通過進一步改進鈣鈦礦薄膜質(zhì)量和組分，大面積鈣鈦礦太陽能電池的效率記錄有望推進到20%的水平。