钙钛矿光伏技术突破效率瓶颈，产业化应用前景可期

钙钛矿光伏技术突破效率瓶颈，产业化应用前景可期

引用

财联社

等

9

来源

1.

https://www.cls.cn/detail/1248453

2.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_29030060

3.

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_27034688

4.

https://m.solarbe.com/21-0-377549-1.html

5.

http://xmater.siat.ac.cn/yxf592388086621671424

6.

https://www.vzkoo.com/question/1712883140706553

7.

https://scit.nju.edu.cn/f8/20/c10927a718880/pagem.htm

8.

https://www.nmstart.com/information/information/information_detail.html?guid=55ceb357-5875-4982-8533-378f364d0a99

9.

http://auto.cyol.com/gb/articles/2024-10/17/content_nyZY6MUwGO.html

近日，中国科学家在光伏领域取得重大突破。南京大学谭海仁团队在《自然》杂志上发表最新研究成果，他们成功将1.05平方厘米尺寸的全钙钛矿叠层太阳电池的光电转换效率提升至28.5%，创下该尺寸电池效率新纪录。这一突破不仅解决了大面积制备时的性能不均匀问题，更为钙钛矿光伏技术的产业化应用铺平了道路。

钙钛矿光伏电池是近年来备受关注的新型太阳能电池技术。它利用具有ABX3结构的有机金属卤化物半导体作为吸光材料，这种材料具有高光吸收系数、长载流子扩散距离和可调的带隙宽度。与传统硅基光伏电池相比，钙钛矿电池具有以下显著优势：

1. 高效率：实验室效率已达到25.7%，且具有进一步提升的潜力。而目前商用硅基光伏电池的效率一般在15-20%左右。

2. 低成本：钙钛矿材料用量少，组件价格低廉。同时，其低温制备工艺显著降低了能耗，进一步降低了生产成本。

3. 弱光性能优异：钙钛矿电池在室内弱光条件下也能有效发电，为光伏应用提供了新的想象空间。

尽管钙钛矿电池在实验室中展现出优异的性能，但在大面积制备时却面临一个棘手问题：表面不均匀性导致性能降低。谭海仁团队通过创新性的界面工程策略，成功解决了这一难题。

研究团队在钙钛矿与电子传输层之间引入了定制的二维钙钛矿插入层。这种插入层通过优化界面能级排列，有效屏蔽了三维钙钛矿表面的能级紊乱，实现了更均匀的电子传输。最终，优化后的1.05平方厘米全钙钛矿叠层太阳电池实现了28.5%的光电转换效率，这一成果已被收录到国际权威的太阳能电池世界纪录效率表中。

目前，钙钛矿光伏技术正处于产业化初期阶段。2022年，钙钛矿领域融资热度持续升温，协鑫光电、纤纳光电等企业纷纷完成新一轮融资。同时，2022年成立了三家与钙钛矿相关的新兴企业——无限光能、光晶能源、脉络能源，均在当年完成了天使轮融资。

在产线建设方面，国内已有三条百兆瓦级别的钙钛矿光伏组件产线建成。其中，协鑫光电于2021年9月建成全球首条100MW量产线，目前下线组件效率已实现稳步提升，预计2023年底可突破18%。极电光能的150MW产线也已建成投产，计划于2023年启动首条GW级产线建设。

然而，钙钛矿电池的产业化之路并非一帆风顺。目前最大的挑战在于量产稳定性的验证。虽然实验室数据非常亮眼，但钙钛矿组件产品尚未经过野外实际应用的检验。预计2023年将有实际应用项目落地，未来1-2年内，其稳定性将在真实环境下得到验证。

随着技术的不断进步和产业链的逐步完善，钙钛矿光伏技术有望在多个应用场景中大展身手。预计2023年，钙钛矿光伏产品将在建筑一体化（BIPV）、分布式光伏等项目中得到应用。同时，产业链上下游也在积极布局，设备厂商和材料供应商纷纷加入，共同推动这一新兴技术的发展。

钙钛矿光伏技术的突破不仅展示了中国在新能源领域的科技创新实力，更为全球清洁能源转型提供了新的解决方案。随着效率的不断提升和成本的持续下降，这一技术有望在不久的将来为实现“双碳”目标做出重要贡献。