你是否想过,我们日常使用的太阳能电池可能暗藏健康隐患?复旦大学梁佳研究员团队近日给出了令人振奋的答案——他们成功研发出全球首款全生命周期无害的锡基钙钛矿太阳能电池,并以17.7%的光电转换效率刷新世界纪录,这一突破性成果已登上国际顶级期刊《自然》。
在全球清洁能源竞赛中,钙钛矿太阳能电池凭借高效率、低成本和易加工等优势备受瞩目。然而,"铅"这一核心材料如同悬在头顶的达摩克利斯之剑,始终制约着该技术的广泛应用。铅元素在生产和回收过程中可能造成严重污染,对人类健康和环境构成潜在威胁。如何在不牺牲性能的前提下解决这一世界性难题,成为国际学界共同面临的挑战。
2017年从瑞士洛桑联邦理工学院回国后,梁佳研究员带领团队开始了长达五年的攻关。他们大胆采用了与铅同族的锡元素作为替代材料,虽然锡具有优异的光电特性和环境友好性,但锡离子易氧化、晶体结构不稳定等问题一直是技术突破的拦路虎。团队摒弃传统铅基钙钛矿的研究思路,从材料生长、能带调控到界面工程构建了全新的技术体系,最终实现了重大突破。
经权威机构认证,这款锡基太阳能电池的光电转换效率达到惊人的17.7%,不仅远超同类产品10%的普遍水平,更打破了铅基钙钛矿16.5%的世界纪录。这意味着在同等光照条件下,新型电池能产生更多清洁电能,同时彻底避免了铅污染风险。
梁佳研究员特别指出,这项技术特别适合在与人类密切接触的领域应用。想象一下,未来汽车顶棚可以直接集成这种太阳能电池,在为车辆提供稳定清洁电力的同时,完全不用担心铅中毒风险。团队目前正积极寻求产业化合作,计划建设实验基地推动技术落地。
这一突破标志着我国在绿色能源材料领域取得重大进展。从光伏建筑一体化的外墙玻璃,到可穿戴设备的微型供电单元,再到离网地区的独立发电系统,无铅太阳能技术的应用前景令人期待。复旦团队的成功不仅解决了环保与性能的两难抉择,更为全球可持续发展贡献了中国智慧。