南大全钙钛矿叠层电池转换效率28%创新高首次超越单晶硅

经国际权威日本电气安全与环境技术实验室认证，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授研发的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达28.0%，在国际上首次超过单晶硅电池26.7%的最高效率，创造了全球光伏发展的新历史。

今年1月，谭海仁团队将所有钙钛矿叠层电池的转换效率提高到26.4%，首次超过单结钙钛矿电池，相当于晶体硅电池的最高效率这一成果被收入太阳能电池世界纪录表，相关研究成果发表在主要期刊《自然》上

今年5月，谭海仁团队和牛津大学团队采用涂层印刷，真空沉积等量产技术，首次实现了大面积全钙钛矿叠层电池模块的制备该模块稳态光电转换效率高达21.7%，是目前世界上大面积钙钛矿电池模块最高的转换效率这一成果被收录在最新一期的《太阳能电池世界纪录表》中，相关研究成果发表在权威学术期刊《科学》上

这项技术的产业化由谭海仁2021年底创办的苏州仁硕太阳能公司承担截至目前，仁硕太阳能团队已创下叠层电池五项世界纪录，分别是小面积全钙钛矿叠层电池认证效率28.0%，26.4%，25.6%，大面积叠层电池认证效率24.2%，叠层组件认证效率21.7%

此外，谭海仁团队和吉林大学张力军团队关于柔性全钙钛矿系列太阳能电池的最新研究成果发表在6月9日的《自然与能源》杂志上这项研究表明，效率为24.7%的柔性全钙钛矿系列太阳能电池优于所有类型的柔性薄膜太阳能电池

轻钙钛矿太阳能电池有望用于构建集成光伏，可穿戴电子设备，便携式能源系统和航空航天应用但这类电池最高认证效率为19.9%，落后于刚性同类产品，主要原因是顶部与钙钛矿的电荷选择性暴露界面有缺陷

研究人员使用基于咔唑核和膦酸锚定基团的两种空穴选择性分子的混合物，通过低温处理形成NiO纳米晶薄膜的自组装单层和桥联钙钛矿空穴选择性暴露减少了界面复合并促进了空穴提取分子桥联界面使得柔性全钙钛矿系列太阳能电池具有显著的弯曲耐久性，电池在15mm半径的10000次弯曲循环后仍保持其初始性能

钙钛矿太阳能电池是一种利用具有钙钛矿晶体结构的有机—无机杂化金属卤化物作为光吸收层的电池，具有制备容易，成本低，转换效率高的特点钙钛矿技术是2009年提出的经过十几年的发展，单结钙钛矿电池效率从3.8%提高到25.7%，双结全钙钛矿叠层电池效率达到28%

与单结钙钛矿电池相比，全钙钛矿叠层电池通过对不同带隙材料的分段吸收，可以在保持成本优势的同时大幅提高效率即使与钙钛矿晶体硅叠层电池相比，成本优势依然显著，因此被认为是高效率，低成本的钙钛矿太阳能电池下一代技术路线

目前，越来越多的国内外相关企业开始布局钙钛矿领域，尝试钙钛矿电池商业化全球首条100 MW钙钛矿生产线在浙江衢州正式量产北光机械的全资子公司盛成光伏与GCL光电合作，推进钙钛矿叠层电池产业化捷威创反应等离子镀膜设备获得钙钛矿中试线订单，全线设备也进入研发阶段

业内人士认为，钙钛矿电池作为目前最具潜力的光伏新技术，在国家宏观政策，行业的支持和科研人员的配合下，大规模商业化应用前景非常广阔有专家预测，钙钛矿光伏有可能在2025年左右实现GW级量产

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