麦耀华教授团队在钙钛矿室内弱光应用光伏组件领域获得突破

随着物联网技术不断发展和成熟，及其在智能制造、智能家居和智能出行等领域的广泛应用，为物联网传感器网络和低功耗广域网络设备提供电源成为一个需要解决的难题。室内光伏电池可以采集环境中的光能，将其转变成电能，为其提供不间断的电能供应。光伏器件在室内与室外应用最大的不同来自于光源光谱范围和辐照度的差异。通常，室内光源的光谱要比太阳光谱窄得多，主要分布在可见光范围内(如图1)，而且光强通常小于室外光强的1/1000。为了提升光伏电池在室内光源辐照下的转换效率，一方面需要开发具有合适带隙的光伏电池，另一方面需要减少电池在弱光下的并联电阻损失。

图1. 自然光和人工光源(LED、荧光灯)光谱

近日，在暨南大学新能源技术研究院麦耀华教授、刘冲副研究员、吴绍航副研究员和张翠苓博士生等人的共同努力下，团队在钙钛矿室内光伏组件的研究上取得了突破(图2)。经过国家光伏产业计量测试中心的测试认证，基于反式结构的玻璃衬底宽带隙钙钛矿光伏组件在1000 lux的TL84光源下孔径面积效率达34.94%(12.80 cm2，有效面积效率36.36%，带隙1.76eV，图3);基于反式结构的聚合物衬底柔性组件在1000 lux的U30光源下孔径面积效率达29.69%(12.74 cm2，有效面积效率31.21%，图4)，均为已报道钙钛矿室内光伏组件的世界最高转换效率。

以上测试由国家光伏产业计量测试中心基于IEC60904和SEMI PV89测试标准，采用第三代弱光太阳电池模拟器与PSC性能测量系统完成。

图2. 团队制备的刚性钙钛矿室内光伏组件(左)和柔性钙钛矿室内光伏组件(右)

图3. 刚性钙钛矿组件在室内光下的I-V参数

图4. 柔性钙钛矿组件在室内光下的I-V参数

麦耀华教授团队长期致力于解决钙钛矿太阳电池技术面向产业化的关键问题。在过去的2021年里，团队开发的玻璃衬底刚性钙钛矿光伏组件经过国家光伏产业计量测试中心的测试认证，能量转换效率达到21.37%(孔径面积效率)，柔性组件孔径面积效率达19.21%，均为当时已报导的世界最高转换效率。