我国科研团队打破单结钙钛矿电池效率纪录

拿在手上，轻如纸片；稍加用力拉扯弯曲，黑色薄膜安然无恙，上面的小灯珠依然亮着白光。

“看，这片钙钛矿太阳能电池正在发电。”海南大学研究员荣耀光说，钙钛矿太阳能电池具有柔性、质轻等特点，在阴天等弱光条件下也能发电。不久前，经国家光伏产业计量测试中心认证，海南大学可再生能源光电材料与器件团队自主研发的单结钙钛矿电池稳态光电转换效率达27.32%，在较短时间内取得了第三代光伏技术领域的突破。

钙钛矿是什么？钙钛矿不是一种矿物质，而是具有特定晶体结构材料的总称，因最早发现于钙钛矿石中的钛酸钙化合物而得名。钙钛矿对可见光有非常高的吸收和转化效率，能够高效地将光能转化为电能。

“钙钛矿的结构导致它具备较长的载流子扩散长度、较高的载流子迁移率等优势。简单来说，在得到光照后，电子等载流子能在钙钛矿电池中‘跑’得更远、更快，也就能输出更多电流。”团队成员郭靖博士说。

“目前，钙钛矿电池主要有单结和叠层两种技术路线。”谈及光电转换效率27.32%的突破，荣耀光解释，“这一数据在单结这条‘赛道’上破了纪录，也为叠层‘赛道’上的科研机构提供了参考。”

在海南大学能源光电智能协同高通量实验室内，棕黄色玻璃围成的密闭舱中，机械手正移动器件、调整位置。“钙钛矿电池的制备过程和印刷报纸类似。用有机溶剂把钙钛矿固体粉末配成‘墨水’，放到涂布机中，再在基于塑料薄膜的导电基底上涂覆。相比传统晶硅电池生产过程的高温熔融，这一过程耗能小、成本低，有机溶剂还能在内部循环使用。”荣耀光说。

钙钛矿配置成“墨水”后，便可以在多种材料上“作画”。该团队还设计了重量仅12克的电池模组等，以适应便携电子设备、景观建筑等不同场景需要。

数值的小变化，可能带来生活的大改变。根据测算，全国光伏平均效率提升1%，度电成本可降低5%至7%。海南在建的渔光互补项目中，相较于效率25%的主流产品，应用同等面积的新成果，每年能多发电2亿多千瓦时。目前，团队正和材料专家合作，定制透红光光谱的柔性半透明钙钛矿太阳能电池，接下来可用于水果大棚，智能调控棚内温度与光线，提升果实糖度。

“通过调整原料配比，钙钛矿可以呈现不一样的颜色，能贴在建筑外立面上给家电供能，也能附在防晒衣上给手机充电，美观又实用。”荣耀光说，团队将利用钙钛矿电池柔性、质轻等特性探索更多应用场景，让清洁能源技术为生活添彩。