新加坡南洋理工大学(NTU)能源研究所的科研团队成功研发出一种超薄、半透明的钙钛矿太阳能电池,可应用于建筑窗户、电动汽车玻璃等场景,实现”隐形”发电。该研究成果已于近日发表,核心技术已在新加坡和美国获得专利。
突破性技术:从700纳米到10纳米
传统的硅基太阳能板厚重且不透明,而NTU团队采用热蒸发工艺,将钙钛矿(Perovskite)材料层从典型的700纳米压缩至仅10纳米——仅为人类头发丝厚度的万分之一。团队负责人、NTU物理与数学科学学院及材料科学与工程学院的副教授Annalisa Bruno表示,这是首次完全采用真空工艺制备的超薄钙钛矿太阳能电池。
城市环境中的独特优势
与传统硅电池不同,钙钛矿太阳能电池即使在间接光或漫射光条件下也能发电。这一特性对新加坡等高楼密集的城市环境意义重大——周围建筑常常遮挡直射阳光,而钙钛矿电池仍可有效工作。
半透明特性还意味着这些电池可以集成到汽车车窗和可穿戴电子设备中,在阳光照射时随时充电,有望实现电动汽车的自给自足供电。
效率与前景
目前,60纳米厚度的钙钛矿电池能量转换效率为7.6%,而最高效的不透明硅电池可达25%-27%。但NTU团队表示,在同类超薄项目中,他们已报告了最高的转换效率。
剑桥大学化学工程与生物技术系教授Sam Stranks评价称,该项目”在透明度与发电能力之间展现了良好的平衡”,下一步的关键考验将是长期稳定性、耐久性和大面积性能。
研究团队目前正与一家未公开的公司洽谈大规模制造事宜,预计从原型到商业化应用需要3至5年时间。这一技术有望帮助新加坡更多建筑实现净零排放目标,符合新加坡建设局(BCA)到2050年建成环境实现净零排放的规划。
来源:The Straits Times | 2026年5月19日
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