光电转化效率突破材料极限！西南石大研发出新型太阳能电池

封面新闻记者 杨旭斌

西南石油大学光伏发电项目实景

在清洁能源转型的光电浪潮中，如何兼顾太阳能电池的转化高稳定性与高光电转换效率，始终是效率西南型太行业关注的焦点，也是突破全球科学家持续攻关的核心课题。

近日，材料出新西南石油大学光伏材料与技术科研团队传来突破性进展：最新实验数据显示，极限该团队研发的研发阳小尺寸超高效叠层太阳能电池，其光电转换效率已接近35%。电池这一成果不仅大幅刷新了常规太阳能电池的光电效率纪录，更标志着我国在光伏核心技术领域取得了重要突破。转化

目前，效率西南型太相关研究成果已密集发表在《先进材料》（Advanced Materials）、突破《应用化学国际版》（Angewandte Chemie International Edition）及《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）等国际顶级期刊上。材料出新该技术的极限核心在于硅基异质结技术，有效解决了光伏产业的研发阳“卡脖子”难题。其中，纳晶硅氧薄膜制备工艺与铜互联技术均达到国际领先水平，并荣获中国可再生能源学会科技进步奖一等奖。

突破材料极限：叠层技术打开光伏新空间

晶硅电池凭借成熟的工艺、优异的效率及成本优势，长期占据光伏市场主流地位。随着技术迭代，晶硅电池的光电转化效率已逼近29.4%，这被业界公认为单结晶硅电池的理论效率极限。

“29.4%是单一材料的物理极限，但绝不应该是光伏技术的终点。”西南石油大学光伏产业技术研究院副院长、光伏材料与技术科研团队负责人章文峰指出，技术瓶颈并非发展的终局，而是推动行业从“同质化规模竞争”向“差异化价值竞争”转型的关键催化剂。“要实现光伏产业的全面普及与降本增效，必须依靠技术创新突破现有框架。”

既然单一材料路径受阻，团队将目光投向了叠层太阳能电池。章文峰解释道：“叠层技术通过堆叠不同带隙的子电池，实现对太阳光谱的分段吸收，从而突破单结电池的效率极限。”

目前市场主流材料为钙钛矿和晶硅，二者各具优势：钙钛矿带隙宽、吸收短波能力强；晶硅带隙窄、吸收长波能力强。若能实现二者优势互补，将极大提升光电转换率。

经过反复的推理、测试与方案推翻重来，团队最终锁定硅基异质结技术。该技术结合了晶体硅与非晶硅的优势，具备钝化效果优异、光电转换效率高、温度系数低及低温制程等特性，是与钙钛矿实现高效叠层的理想基底。

通过精密工艺，团队将宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池进行上下串联：
* 顶层钙钛矿：优先吸收并转化短波长光；
* 底层晶硅：吸收透过顶层的长波长光。

这种协同效应使得小尺寸超高效叠层太阳能电池的光电转换效率逼近35%，成功突破单结电池理论极限，确立了行业先进水平。

从实验室到应用场：科技成果转化遍地开花

“下一步，团队将联合合作企业，依托国家级及省部级重大科技项目，重点攻克制约叠层电池产业化的稳定性难题，加速技术落地转化。”章文峰表示，科技创新与成果转化互为反哺，是科研价值最大化的生动实践。

校园示范：图书馆变身“绿色电站”

三年前，西南石油大学建成首个分布式光伏发电项目，采用“自发自用、余电上网”模式，为校内图书馆提供清洁能源。

• 规模配置：400块高效单晶硅光伏组件，覆盖21,926.6平方米图书馆屋顶。
• 运行成效：项目运行31个月以来，累计发电51.88万度，产生收益38.91万元，减排二氧化碳517.27吨。
• 长期预测：在25年生命周期内，预计累计发电量达330万度，经济效益超200万元，累计减碳3500吨，实现生态与经济双赢。

帮扶落地：点亮大凉山深处

光伏技术不仅服务于校园，更延伸至社会帮扶一线。西南石油大学对口帮扶凉山州金阳县，团队从金阳中学试点入手，将光伏板安装于学校楼顶，解决用电难题。

• 项目进展：金阳中学光伏发电项目于2025年11月正式投运。
• 发电数据：截至目前累计发电6.08万度，预计年发电量达17.07万度，年收益约8.88万元。

产业赋能：科研成果走向量产

除了校园与帮扶项目，该团队的科研成果正加速向产业端渗透。据统计，已有12项科研成果在通威太阳能有限公司、浙江湖州鹑火光电有限公司等企业实现转化，成功将实验室技术转化为可量产的产品与服务，推动光伏产业高质量发展。

(责任编辑：探索)