南京大学谭海仁团队研制成功世界最强钙钛矿光伏薄膜

晨枫

% A: z! ~/ j7 ]% E4 }6 ^7 Y
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%。
! c; T$ G! B0 t6 l
3 |/ z/ h1 {" t! n8 j5 m
9 {# z$ i  B) D" v9 a. K
https://news.nju.edu.cn/xsdt/20230608/i113525.html

5 r- ^6 g" E# G( t7 W" c, p/ K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。

  {8 j8 j1 ^- |# R0 z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。

谭海仁团队的钙钛矿叠层薄膜还具有长寿命的优点，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。

: p# k" Q' y0 U& p3 I. i- X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。
! m7 m# ]5 b# H3 U0 v
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。
2 d  `8 J7 s" [, M4 d5 x5 F
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！
, o: [- b* p  N- A
' {* \2 _: p& X0 [; t" w1 Z2 Q5 Q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！

2 e, J" L$ ]4 n" {/ M; g) Y: l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！
0 F, ~, G' G) y4 @' f6 b! G6 \6 K
0 t- I1 O- U: f. @$ X. [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

. A* e9 |1 A: {% [# v  ~谭海仁本人简介：
) p1 U# Z! ^( a; Z% m5 }2 e0 ]- g; Q- k
https://www.x-mol.com/university/faculty/63418
$ Z( N  n1 Z$ K7 m! U
& M$ U; M( `) t! ~' R8 h2011-2015 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
9 `2 _) L3 H4 V- E9 ~% u2004-2008 中南大学 本科
( i8 l+ P3 Q( H, E$ I# v! a! ?( F
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
. Q+ u9 t- F3 }2015 - 2018 加拿大多伦多大学、电子与计算机工程系 博士后

- X  q" K1 r7 b" q( U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

晨枫

teeger 发表于 2023-6-17 19:54
/ w# b0 m9 L, C6 z; X相比硅基光伏，钙钛矿寿命还是太短
印象里隆基的钙钛矿转换效率比这个高 ...

0 f6 U) x# q5 C" F0 d  M- E这是经过认证的世界最高光伏效率。

寿命现在确实还不行，需要继续努力。

晨枫

teeger 发表于 2023-6-17 20:57
隆基绿能在Intersolar Europe 2023上正式宣布，经欧洲太阳能测试机构ESTI权威认证，隆基绿能在商业级绒面 ...

嗯，谭海仁团队是全钙钛矿薄膜。可能应该说是世界最高光伏效率的全钙钛矿。

晨枫

huma 发表于 2023-6-17 23:22
年轻啊

/ J) d. h  c3 [* m5 T7 ?: ^4 M% b, H) I这也是我的感慨！

晨枫

testjhy 发表于 2023-6-17 23:45
/ W% h9 z2 ]7 K) c% l真的可以改变气候了，想想一半太阳能被转化成电能，现在的地球变暖还是个事吗？ ...

: D( Y7 s# _; ]) n铺得太多了，会不会地球冷化？

晨枫

隧道 发表于 2023-6-18 07:39
电能最终不还得是转化成热能？

% m+ b- {4 @4 U% k6 w( e& d9 Q不是，很多转化为机械能了。

晨枫

小木 发表于 2023-6-18 08:58
是，会加剧。
& w! a6 H0 |1 j: P( h8 R
" f! t! _" }% L! K# g8 v# K" L9 [简言之，太阳光，如果被地面，不管是海洋、冰雪、森林、农田、沙漠还是太阳能电池板吸收了 ...

5 V5 @- W  N" @: \不同意。要看电能里有多少最后转化为机械能和其他非热的能量形式。

晨枫

隧道 发表于 2023-6-18 11:50
/ a! d/ d7 G, `$ T机械能最终停下来也是热能，热是所有能源最终形态。
. E+ b9 m+ [! r- l) l% t无论电能转化成其他任何形式能源，几乎最终都是热， ...

这是片面的。机械能大部分是转化为运动了，少部分才在停止作用中变成热能。