近日，蘇州大學彭軍、張曉宏教授團隊聯(lián)合澳大利亞新南威爾士大學及浙江省白馬湖實驗室宣布，其研發(fā)的0.1平方厘米單結鈣鈦礦太陽能電池認證穩(wěn)態(tài)效率達27.3%，1平方厘米電池達26.9%，雙雙刷新對應面積段世界紀錄，并同步登頂國際權威的《太陽能電池效率表》（第66版）。這一突破不僅攻克了長期困擾行業(yè)的“面積-效率”矛盾，更為鈣鈦礦光伏技術的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用提供了可行性路徑。
??效率突破：從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的關鍵跨越??
傳統(tǒng)鈣鈦礦電池的效率會隨著面積擴大顯著下降，例如光因科技1平方厘米電池的效率為26.5%（2025年1月），而蘇州大學團隊在相同面積下將效率提升至26.9%，且0.1平方厘米電池效率首次突破27%。這一成果通過了美國國家可再生能源實驗室（NREL）及Martin Green教授團隊的第三方認證，標志著鈣鈦礦電池在規(guī)模化生產(chǎn)中保持高效率的可行性。
《太陽能電池效率表》特別指出，此次面積擴展過程中效率損耗極低（0.1cm²至1cm²僅衰減0.4%），與以往研究形成鮮明對比。團隊通過??材料配方優(yōu)化??（引入低缺陷前驅(qū)體）、??界面工程創(chuàng)新??（鈍化鈣鈦礦表面缺陷）及??制備工藝升級??（精準調(diào)控薄膜均勻性），實現(xiàn)了大面積電池的高效電荷傳輸與穩(wěn)定性平衡。
??技術突破：破解行業(yè)三大痛點??
??缺陷控制??：鈣鈦礦薄膜的缺陷密度是效率衰減的主因。團隊通過摻雜策略和溶劑工程，將缺陷密度降低至10¹? cm?³以下，顯著減少載流子復合損失。
??大面積均勻性??：采用新型狹縫涂布技術，結合氣溶膠噴射輔助結晶，使大面積基底上的薄膜厚度波動小于2納米，解決了傳統(tǒng)旋涂法的均勻性難題。
??穩(wěn)定性提升??：優(yōu)化后的器件在85℃/85%濕度環(huán)境下連續(xù)工作1000小時，效率衰減率低于5%，接近商業(yè)化硅基電池水平。
??產(chǎn)業(yè)化前景：成本與效率的雙重優(yōu)勢??
鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)化潛力在成本與效率上均具競爭力：
??成本優(yōu)勢??：原材料成本僅為硅基電池的1/20，且可采用低溫溶液法制備，能耗降低70%。
??效率潛力??：單結鈣鈦礦電池理論效率達31%，疊層結構（如鈣鈦礦/晶硅）理論效率超45%。目前團隊已實現(xiàn)小面積疊層電池效率31.2%（未公開認證數(shù)據(jù)）。
??應用場景??：適用于分布式光伏、建筑一體化（BIPV）及柔性電子設備，尤其適合車頂光伏等對輕量化要求高的場景。
??全球競爭格局：中國領跑光伏技術前沿??
此次突破進一步鞏固了中國在鈣鈦礦電池領域的領先地位：
??技術迭代??：自2022年白馬湖實驗室首次刷新小面積電池效率紀錄（25.8%）以來，中國團隊已連續(xù)6次打破世界紀錄，覆蓋從0.05cm²到1cm²全面積段。
??產(chǎn)業(yè)布局??：協(xié)鑫光電、寶馨科技等企業(yè)已建成GW級鈣鈦礦量產(chǎn)線，預計2026年組件成本將降至0.5元/W以下，較晶硅電池降低60%。
國際同行評價稱：“蘇州大學團隊為鈣鈦礦光伏從實驗室走向市場架起了橋梁。”（《自然·能源》主編點評）
??挑戰(zhàn)與未來方向??
盡管突破顯著，鈣鈦礦電池仍需解決兩大挑戰(zhàn)：
??長期穩(wěn)定性??：需通過封裝技術（如原子層沉積Al?O?阻隔水氧）將器件壽命延長至10年以上。
??規(guī)模化生產(chǎn)??：開發(fā)卷對卷印刷工藝，實現(xiàn)大面積（>2m²）電池的連續(xù)制備。
團隊計劃2025年底完成中試驗證，2026年推動裝車測試，并與光伏龍頭企業(yè)合作開發(fā)鈣鈦礦-晶硅疊層組件。
??結語??
從27%到27.3%，看似微小的數(shù)值躍升，實則是中國科研團隊在新能源領域持續(xù)發(fā)力的縮影。當鈣鈦礦電池的效率天花板被不斷打破，一個更清潔、更高效的能源未來正加速到來。
