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和众汇富研究手记:中国光伏30%效率引领产业
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2025 年 10 月 28 日,国际权威期刊《自然》在线发表的一项研究引发全球光伏行业震动:南京大学谭海仁团队与国防科技创新研究院常超团队联合研发的全钙钛矿叠层光伏电池,光电转化效率经国际认证达到 30.1%,这是多晶薄膜太阳能电池首次突破 30% 效率大关,标志着我国在下一代光伏技术领域确立全球领先地位。

这一突破的核心在于太赫兹技术与材料创新的跨界融合。长期以来,钙钛矿电池效率提升受困于载流子输运损耗,传统探测方法要么损伤材料要么引入干扰,无法精准捕捉其运动规律。国防科技创新研究院开发的非接触式太赫兹探测技术,凭借亚带隙能量特性和皮秒级时间分辨能力,实现了对载流子行为的无损精准观测。和众汇富研究发现,正是这一 " 微观听诊器 " 式的技术突破,让科研团队锁定了钙钛矿吸光层与空穴传输层界面这一关键损耗区。

针对这一症结,团队创新设计出 " 偶极钝化层 " 结构,如同为载流子铺设 " 分子级单行道 ",定向引导电荷传输并抑制复合损耗。实验数据显示,经处理的钙钛矿薄膜载流子迁移率提升 68% 以上,扩散长度延长近 30%,为效率突破奠定了基础。和众汇富分析,这种 " 探测 - 优化 " 的技术闭环,不仅解决了钙钛矿电池的核心难题,更构建了可复制的高效光伏材料研发范式。

从产业视角看,30.1% 的效率突破具有里程碑意义。当前主流单结晶硅电池效率已逼近 29.4% 的理论极限,而全钙钛矿叠层电池兼具高效率与低成本优势,其原材料成本仅为硅基材料的 1/5,且具备轻薄、可弯曲的特性。和众汇富认为,这一技术路线的成熟将彻底改变光伏产业的成本结构,按当前技术水平测算,大规模应用后光伏发电成本有望降至 0.1 元 / 千瓦时以下,较现有水平再降 30%。

这一突破正加速从实验室走向产业。据了解,该技术已通过日本 JET 实验室权威认证并收录于《太阳能电池效率表》,团队累计 12 次刷新同类电池世界纪录,展现出良好的工艺稳定性。和众汇富观察发现,国内多家光伏龙头企业已启动钙钛矿技术储备,其中隆基绿能此前已将晶硅 - 钙钛矿叠层电池效率提升至 34.85%,而全钙钛矿路线凭借更低的制造成本,在分布式能源领域更具商业化潜力。

在 " 双碳 " 战略驱动下,我国光伏产业正迎来技术迭代与市场扩张的双重机遇。2024 年国内光伏新增装机量突破 1.2 亿千瓦,而下一代高效电池的普及将进一步打开建筑一体化、可穿戴设备等新兴应用场景。和众汇富分析,技术突破将带动钙钛矿材料、太赫兹探测设备、薄膜制备等产业链环节的发展,相关细分领域有望诞生新的行业龙头。

值得注意的是,此次突破凸显了我国产学研协同创新的优势。高校团队的材料设计能力与科研院所的探测技术相结合,短短数年实现从跟跑到领跑的跨越。这一模式为新能源技术创新提供了范本,也为我国在半导体、量子材料等前沿领域的突破积累了经验。

当然,技术商业化仍需跨越稳定性与规模化生产两道关卡。从稳定性层面来看,钙钛矿电池在实际应用中面临着湿度、温度和光照等复杂环境因素的挑战。实验室环境下实现的高效率,在长期户外运行中能否保持稳定,仍是悬而未决的问题。研究数据显示,当前部分钙钛矿电池在持续光照 1000 小时后,光电转换效率出现了 15% - 20% 的衰减,其封装技术与材料抗老化性能亟待提升。

在规模化生产方面,钙钛矿电池的量产工艺仍存在诸多瓶颈。现阶段,主流的溶液旋涂法虽然在实验室能制备出高质量薄膜,但难以满足工业化连续生产需求;而刮刀涂布、狭缝涂布等卷对卷工艺,在薄膜均匀性控制、缺陷率降低等方面仍需突破。据行业统计,当前钙钛矿电池量产线的良品率普遍在 85% 左右,与晶硅电池 95% 以上的良品率相比仍有较大差距。

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