西南石油大学新成果突破光伏“天花板”中国科学报

近日，西南石油大学光伏材料与技术科研团队传出好消息，最新实验结果表明，小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%，大大突破了常规太阳能电池的光电转换效率。相关论文成果发表于《先进材料》《德国应用化学》和《先进能源材料》等能源领域顶级期刊。

高转换率的关键在于硅基异质结技术，该技术解决了光伏产业“卡脖子”技术难题，其中的纳晶硅氧薄膜、铜互联技术达国际领先水平，获中国可再生能源学会科技进步一等奖。

西南石油大学光伏发电项目。图片来源：西南石油大学，下同

走进大山深处的光伏项目

三年前，好消息同样来自于光伏材料与技术科研团队，西南石油大学首个分布式光伏发电项目建成。该项目采用“自发自用、余电上网”的模式为校内图书馆供能，400块高效单晶硅光伏组件将太阳能转化为电能，并输送给图书馆的各个角落，承担起21926.6平方米图书馆的照明用电。

光与电的华丽转身时刻在西南石油大学图书馆顶楼上演。截至目前，该项目运行31个月，累计发电51.88万度，累计收益38.91万元，实现二氧化碳减排517.27吨。在25年使用周期内，累计发电量将达到330万度，将产生经济效益200余万元，累计减少碳排放量3500吨，真正实现经济效益与生态效益双赢。

一块块光伏板还走进了大山深处。按照四川省委、省政府统一部署和要求，西南石油大学从2016年初开始，承接了对凉山州金阳县的对口帮扶工作。凉山州金阳县山高谷深，偏远村寨和山区的配网基础薄弱。为了解决这一问题，学校发挥自身科研优势，想尽一切办法解决用电难题。西南石油大学光伏材料与技术科研团队从金阳中学开始试点，将一块块光伏板装上金阳中学的楼顶。

金阳中学光伏发电项目于2025年7月启动建设，11月正式投入使用。截止目前，该项目已累计发电6.08万度，项目预计年发电量达17.07万度，年收益8.88万元左右。

不仅如此，光伏发电基地还成为了校园内鲜活的实践课堂。

“老师，光是如何转化为电的呢?”“因为光不仅能照亮世界，它还带着能量……”金阳中学的科学老师赵佳奎正在金阳中学屋顶给同学们带来一场生动的科普活动，帮助同学们了解清洁能源，为他们种下一颗能源报国的种子。

不仅是西南石油大学和金阳中学，这块小小的光伏发电板还走向了祖国的最需要的地方。据统计，该团队有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转化，将实验室成果转化为可量产的产品或服务。

金阳中学光伏基地

成果转化反哺科技创新

团队实现科技创新是成果转化反哺科学研究的生动探索。正当光伏技术的成果转化如火如荼地进行着，西南石油大学光伏产业技术研究院副院长、团队负责人章文峰却陷入了沉思。科研成果转化更多的是利用原本的技术因地制宜，但是想要进一步提高转换率，让光伏产业真正遍地开花，更应该推动光伏产业技术创新。

团队反复在模拟实验中演算市面上太阳能电池的效率，思考突围的路径。章文峰说：“每种材料的潜力都有极限，晶硅电池已明确逼近29.4%的光电转换效率极限。技术天花板已经达到，下一步光伏要如何突围？”

推理、测试、再推翻重来……技术瓶颈并非行业发展的“终局”，反而是团队从“同质化规模竞争”向“差异化价值竞争”转型的催化剂。团队成员没有停下脚步，29.4%是材料的极限，但不应该是光伏的极限。

单一材料的路走不通了，那就攻关叠层太阳能电池。目前，市面上常用的太阳能电池的材料以钙钛矿和晶硅为主，但是两种材料各有优势。如何将两种材料的优势结合起来，提高光电转换率，实现光伏技术降本增效？

团队把目光转向了硅基异质结技术，这是一种能够结合晶体硅与非晶硅的先进太阳能电池技术，将不同带隙材料的优势结合起来，具有钝化效果好、光电转换效率高、温度系数低、低温工艺制程等优势，是与钙钛矿实现叠层的理想选择。

通过反复实验，团队将宽带隙钙钛矿顶电池与窄带隙晶硅异质结底电池上下串联，让钙钛矿先吸收并转化短波长光、晶硅再吸收透射过来的长波长光。终于，团队研制出小尺寸超高效叠层太阳能电池，其光电转换效率能够接近35%，突破了单结电池理论效率的极限，处于行业先进水平。

西南石油大学新能源与材料学院党委书记王平表示，科技成果转化反哺科研是打通产学研用全链条、培育新质生产力的核心路径。在“双碳”背景下，学院将以高质量党建引领高质量发展，紧扣“十五五”能源领域科技创新重点任务，聚焦光伏、氢能等优势方向，助力国家建设清洁低碳安全高效的新型能源体系。