南京大学谭海仁团队研制成功世界高效钙钛矿光伏薄膜_风闻

南京大学谭海仁团队在《自然》杂志上发表文章，研制成功转化效率达到28%的钙钛矿光伏薄膜，超过硅基光伏薄膜。文章最后发表时，效率提高到29%。

https://news.nju.edu.cn/xsdt/20230608/i113525.html

钙钛矿的理论极限大大高于硅基，起步较晚，但发展很快，十几年里，转化效率从3.8%提高到25%以上。全钙钛矿单层电池的理论转化效率极限为33%，全钙钛矿双结叠层转换效率可达43%，全钙钛矿三结叠层转换效率可达50%左右，远远大于晶硅电池的29.4%，25%左右是实际极限。

谭海仁团队用多层钙钛矿薄膜，上层用于吸收短波长光，下层用于吸收长波长光，中间层将上下两层连接在一起，据说这是技术关键。团队还用真空政法和溶液加工混合法，降低下层的缺陷，提高抽取电子的效率。

钙钛矿薄膜现在有寿命问题。谭海仁团队做到在600小时连续照射下，性能下降不超过10%。这只是初始的实验室结果，进一步的长寿化可以期待。

钙钛矿原料成本低廉，关键元件成本只有硅基的1/20，加上外围附件，最终成本依然不到硅基光伏的一半。

谭海仁团队和常熟市联手，正在建设一个年产150兆瓦钙钛矿光伏的工厂，预计9月开始建厂。

如果在不远的将来，钙钛矿光伏薄膜的效率达到50%级，成本依然只有硅基的一半，那相当于每瓦的成本只有硅基的1/4，这是颠覆性的！即使现在的29%，已经差不多只有1/3了，非常显著了！

即使假定钙钛矿的寿命只有晶硅的一半，在同一片场地，只能建造同一片光伏。钙钛矿可以发更多的电，并在全周期内通过更换来保持较低的投资。实际上，基础设施建设好之后，光换板的话，投资相对不大。

在理想情况下，大太阳下光伏能大约每平方米1kW。典型电车耗电每百公里15度电。直接用太阳能边发电边开车肯定是不够用的，但要是每天通勤50公里，平均耗电7.5度，早晚通勤之间停车8小时，车顶光伏板算2平方米，效率50%，尽管不会8小时内都是大太阳，还是可能补足大部分耗电？那太阳能电车差不多成永动机了！

现在电车车主已经因为充电比加油便宜得多，夸口“开电车不花钱”。用钙钛矿光伏板的话，还真是可能不要钱了！

谭海仁团队是2022年国家自然科学基金会10大创新获奖者，这是介绍，当时效率还“只有”21.7%。

https://www.nsfc.gov.cn/csc/20340/20343/61197/index.html

谭海仁本人简介：

https://www.x-mol.com/university/faculty/63418

2011-2015 荷兰代尔夫特理工大学 博士

2008-2011 中国科学院半导体研究所 硕士

2004-2008 中南大学 本科

工作经历

2018-至今 南京大学、现代工程与应用科学学院 教授、博导 

2015 - 2018 加拿大多伦多大学、电子与计算机工程系 博士后

研究领域

长期从事新型光伏材料与器件的研究工作，包括钙钛矿太阳能电池、硅基太阳能电池及新型高效低成本叠层太阳能电池，实现了全钙钛矿叠层太阳能电池、平面型钙钛矿太阳能电池、非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池光电转换效率的世界记录

顺便提一句，欧洲希望摆脱对中国光伏的依赖，要求在2025年达到某种“光伏自主”，形成30吉瓦的产能。现在约10吉瓦。当前需求约70吉瓦。中国2023年1-4月已经新增48吉瓦，预计全年可达120-140吉瓦。

欧洲的“光伏自主”其实只要求在2030年达到40%资产。2022年总的光伏装机200吉瓦，要求2025年达到320吉瓦，2030年600吉瓦。现在欧洲只有全球光伏硅产能的11%，硅锭和晶圆的1%，光伏电池的1%，光伏组件的3%，希望在2025年分别增加到12%、4%、4%、5%。

作为对比，中国生产世界上80%的光伏硅，95%的硅锭和晶圆，75%的光伏电池，70%的光伏组件。现在光伏组件的一半出口。

在2022年新增光伏容量中，中国37%，欧盟19%，美国11%，日本7.5%，德国（从欧盟里拉出来单算的话）6%，印度6%。

中国光伏不满足于在硅基光伏里“霸屏”，正在向效率更高的钙钛矿进军。中国也在电化学储能方面下世界上最大的功夫。这是另一个增长点。