湖北日报讯 (记者王成龙、通讯员楚仁轩)“我们的第三代样机正在进行数据验证,预计今年年底,首款量产产品就将上市销售。”9月1日,武汉理工大学材料复合新技术全国重点实验室内,正高级研究员库治良正操控一排形似蒸笼的设备。
这台设备“种”出的杂化钙钛矿光电薄膜,能让光伏发电板“吃”下更多波段的阳光。目前市场上的光伏发电板只能吸收太阳光中特定波段的能量。库治良团队研发的这种光电薄膜材料,则能“消化”太阳光其他波段的能量,与现有光伏发电板配合使用,可将光电转化效率从27%提升到35%以上,未来有望进一步提升到40%。
2012年,库治良进入华中科技大学攻读博士学位,开始研究光电薄膜材料。他和团队成员研究发现,由碘化物、氨类和铅盐等化学物质杂化形成的杂化钙钛矿晶体,可以把光能转化成电能,在光伏产业拥有广阔的应用前景。
前景很美好,但库治良发现,虽然这种物质的光电转化潜能,比现在市面上广泛使用的光电薄膜更大,但它在实验室环境下生成的晶体结构很杂乱,导致其光电转化性能大打折扣,起初光电转化率仅有3%。
库治良介绍:“只有让多种化学物质在杂化的过程中,按照实验人员期待的标准去‘搭建’晶体结构,才能充分发挥其光电转化性能。这就像必须要按照设计的图纸盖房子。”
库治良和团队成员通过成百上千次实验,摸索出一套固体生长模式——将碘化铅固体放在真空环境下,注入由氨盐等化学物质构成的化学气体,通过精准控制温度、压强等,碘化铅固体上就能自动“长”出晶体结构统一的杂化钙钛矿薄膜,光电转化效率得到有效提升。
2024年初,团队着手打造初代样机。海南大学的科研团队就闻讯而来,直接下单买走。
首台样机就得到市场认可,这让库治良团队深受鼓舞。“2025年3月,我们团队启动了第三代样机的研发。这一代设备能更精细地调控温度、气压、气体流量等参数,可以根据客户想要的光电转化效率、薄膜生产成本进行‘量体裁衣’。”库治良说。
“中国光伏产业正从量大向质优爬坡。”库治良说,未来团队计划在湖北投资建设生产线,让光伏技术不仅铺得开,更用得精。