11月28日,贛南師范大學(xué)陳義旺教授及其團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出并實(shí)現(xiàn)了一種可在空氣環(huán)境下進(jìn)行的“激光退火”技術(shù),為鈣鈦礦光伏材料的大規(guī)模、低成本和高穩(wěn)定性制備提供了關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。該研究由南昌大學(xué)牽頭,贛南師范大學(xué)、江西師范大學(xué)、廣安理工學(xué)院等單位合作完成。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。
鈣鈦礦太陽能電池因其高光電轉(zhuǎn)換效率和可溶液加工特性,被視為最具潛力的新一代光伏技術(shù)。而傳統(tǒng)熱退火工藝需在惰性氣體中長(zhǎng)時(shí)間處理,難以滿足高通量生產(chǎn)需求。
研究團(tuán)隊(duì)通過原位同步輻射表征,首次揭示了鈣鈦礦薄膜在空氣中熱處理的“四階段降解機(jī)理”,并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)約123±18秒的“環(huán)境無降解窗口”?;谶@一發(fā)現(xiàn),團(tuán)隊(duì)開發(fā)出高功率藍(lán)光激光退火工藝,可在20秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)大面積薄膜的快速結(jié)晶,避免水氧侵蝕帶來的結(jié)構(gòu)降解。該成果為鈣鈦礦光伏器件提供了高通量、低能耗、環(huán)境友好的制備新路徑,突破了傳統(tǒng)惰性環(huán)境依賴,攻克了大面積印刷精度瓶頸,為我國(guó)在高效光伏材料制備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了重要技術(shù)支撐。
陳義旺團(tuán)隊(duì)成功孵化九江市柔爍光電科技有限公司,將核心柔性鈣鈦礦技術(shù)轉(zhuǎn)化為可落地、可復(fù)制、可推廣的產(chǎn)業(yè)成果。公司著手100兆瓦量產(chǎn)線建設(shè)以及首個(gè)千瓦級(jí)示范站建設(shè),產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于光伏建筑一體化(BIPV)、無人機(jī)、單兵自供電系統(tǒng)等前沿場(chǎng)景,成為新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量。
同時(shí),該科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的高性能有機(jī)硅彈性體封裝材料,解決了柔性光伏粘結(jié)性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性的“痛點(diǎn)”,該技術(shù)已成功轉(zhuǎn)化至多家終端企業(yè),形成8000萬米年產(chǎn)規(guī)模的公司,圍繞我國(guó)“雙碳”目標(biāo)下的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型需求,開展輕質(zhì)光伏、疊層光伏及柔性光伏組件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售等成果轉(zhuǎn)化工作。