“我们用一层新材料,替代了行业内最先进产线原来的两层复合结构。”谈起企业的核心技术,长春日耀光电科技有限公司总经理高祥先做了一道“减法题”。
近日,省科技厅公布第三批雏鹰、瞪羚、独角兽企业名单,成立于2023年的日耀光电入选种子独角兽企业。种子独角兽处于培育成长阶段,是有望成长为独角兽的后备企业。
作为东北三省唯一专注于新型钙钛矿太阳能电池研发与生产的科技企业,其发展潜力就体现在这道“减法题”中。
一块钙钛矿太阳能电池,像三明治一样由多层功能材料叠加而成,其中空穴传输层由氧化镍和有机分子复合层组成,负责帮助电荷传输,制作该复合层设备投入大,薄膜均匀度也很难把控。日耀光电要做的,就是寻找一种新材料,把原有的两层复合层合为一层。
突破该项技术的是中国科学院长春应用化学研究所秦川江研究员团队。依托团队科研成果,日耀光电成立,专门推动相关技术由实验室走向生产端。
用一层替代两层,概念并不复杂,实际做起来却不容易。在实验室里做出小面积薄膜只是第一步,随着薄膜面积不断放大,能否继续涂得均匀、保持稳定,直接决定这项技术能不能进入生产线。
为此,团队研发出新型自组装空穴传输分子材料,即SAM材料,在国际上首次突破该类薄膜放大涂布瓶颈,使一层材料替代原有两层结构,具备了走向规模化制备的基础。少掉一层,设备和工序也随之减少。据企业测算,这项技术可以降低约20%的产线投资成本和约10%的电池制造成本。
这道“减法”并非只为降低成本。基于新型SAM材料,团队参与研制的钙钛矿-晶硅叠层电池,经美国国家可再生能源实验室认证,光电转换效率达到34.24%。高祥介绍,该效率目前处于世界前三水平,团队在半透明钙钛矿太阳能电池领域也取得了世界最高效率的技术成果。
技术上做成了“减法”,产业化还要一步步做“加法”。
日耀光电没有急于建设大规模电池组件产线,而是先从SAM材料和薄膜检测装备切入,把科研成果变成可以销售、能够进入客户研发和生产环节的产品。目前,企业的SAM材料已经与国内外100余家企业及科研单位开展合作,实验型检测装备也已下线,既可以筛选材料,也可以检测薄膜质量。
在材料和装备获得验证后,企业开始向下游组件延伸,600毫米×1200毫米大尺寸钙钛矿电池已完成打样。
这条产业化路径为什么选择留在长春?高祥说,长春的钙钛矿技术研发基础较好,在长高校院所汇聚了相关科研力量,这是企业落户长春的重要原因之一。
选择长春,看中的是科教资源,而扎根长春,离不开城市对科技企业的持续培育。企业成长初期,长春市属投资机构长兴基金给予天使轮投资;产品进入中试阶段后,团队又获得市科技局中试遴选项目支持。从资金投入到中试验证,长春在关键节点给予的支持,成为日耀光电加快成果转化、发展壮大的重要助力。
“有了这些支持,我们扎根长春的底气更足,也更有信心把钙钛矿技术做成产业。”高祥表示,下一步,日耀光电计划建设国内首条年产百公斤级SAM材料中试线和大面积钙钛矿太阳能电池试验线。同时,把车载光伏和空天光伏作为重点拓展方向,目前两类产品均处于验证阶段。
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