大連理工大學學生團隊突破鈣鈦礦太陽能電池關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，研發(fā)出兼具高效率、高穩(wěn)定性與超輕柔特性的新型電池，為臨近空間衛(wèi)星、無人機、飛艇等載具的能源供給提供了關(guān)鍵解決方案。

這支平均年齡僅22歲的學生團隊歷經(jīng)3年攻關(guān)，針對鈣鈦礦太陽能電池電極系統(tǒng)存在的界面接觸不佳、能級匹配不良兩大關(guān)鍵技術(shù)難題，提出三大創(chuàng)新技術(shù)：通過"雙碳層解耦噴涂技術(shù)"優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)；采用"金屬單原子負載技術(shù)"精準調(diào)控碳電極局域能帶結(jié)構(gòu)；結(jié)合"界面耦合摻雜技術(shù)"構(gòu)建連續(xù)共軛體系，大幅提升電荷轉(zhuǎn)移效率。

實驗數(shù)據(jù)顯示，該研究刷新了碳電極鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)化最高效率。這種電池能夠適應零下60攝氏度到零下80攝氏度循環(huán)變溫、230攝氏度高溫、強紫外輻射等極端工況，并實現(xiàn)在未封裝條件下連續(xù)穩(wěn)定運行1500小時，光電轉(zhuǎn)化效率保持初始值的95%以上。項目團隊還在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了碳電極鈣鈦礦摩擦納米發(fā)電機，實現(xiàn)光能與機械能互補，并與無線傳感通信模塊集成，構(gòu)建自供能探測節(jié)點。

這一突破是中國在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新的縮影。今年6月10日，浙江白馬湖實驗室聯(lián)合蘇州大學與新南威爾士大學在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重大突破，同時刷新兩項世界紀錄，其中0.1cm2小面積電池效率高達27.3%，1cm2大面積電池效率達到26.9%。5月底，南京航空航天大學郭萬林、趙曉明教授團隊成功揭示鈣鈦礦光伏電池的老化機制，提出一套低成本延長電池壽命的解決方案。

鈣鈦礦光伏電池因具有高光電轉(zhuǎn)換效率、帶隙可調(diào)、降本空間大等優(yōu)勢，被視為突破傳統(tǒng)光伏效率瓶頸的重要技術(shù)路線。中國在該領(lǐng)域已取得一系列成就，不僅在核心技術(shù)上實現(xiàn)了關(guān)鍵突破，還形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈布局，推動產(chǎn)業(yè)加速邁向規(guī)?；瘧眯码A段。

中國國際科技促進會鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)分會秘書長曹松杰表示，鈣鈦礦光伏技術(shù)正在深刻改變光伏行業(yè)格局。短期來看，鈣鈦礦或與硅基太陽能電池形成互補，長期則可能催生全新商業(yè)模式，帶動能源、建筑、消費電子等領(lǐng)域的跨界融合，成為全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵推手。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會預測，到2030年，我國鈣鈦礦光伏組件的滲透率有望達到30%。中商產(chǎn)業(yè)研究院則預測，2030年中國鈣鈦礦電池新增產(chǎn)能將達161GW。