近日，《太阳能电池效率纪录表》（Solar Cell Efficiency Tables）发布的榜单在光伏业内引起了不小的轰动：中国光伏企业光因科技1027.1平方厘米大尺寸钙钛矿太阳能电池组件，以19.2%的稳态效率创造新的纪录。

《太阳能电池效率纪录表》是全球太阳能电池效率研究的权威榜单，由马丁·格林教授和来自德国、日本、美国等国家的科学家联合编写，定期更新并发布在国际权威杂志《Progress in Photovoltaics》上，反映了太阳能电池技术的最新进展和趋势。此次我国光伏企业的上榜也标志着中国企业在该领域的又一次重大突破。

在我国光伏企业上榜的背后，则是产学研结合，让科技成果走出实验室的一次生动实践。

■ 第三代太阳能电池效率更高、更轻柔

自10多年前，《科学》（Science）杂志评选2013年十大突破，新型太阳能电池材料钙钛矿制成的电池入选后，钙钛矿太阳能电池的发展一直备受关注。

什么是钙钛矿太阳能电池？

据介绍，钙钛矿太阳能电池属于第三代太阳能电池，与传统晶硅太阳能电池相比，具有效率更高、成本更低、更轻柔等优点。

据光因科技联合创始人刘伟俊介绍，“得益于钙钛矿材料优异的光电特性，包括高吸收系数、长载流子扩散长度和低的非辐射复合损失等，使钙钛矿太阳能电池具有极高的效率潜力。同时，钙钛矿电池制造成本低廉，工艺简单。与传统晶硅电池需要1800度高温、高纯度和复杂的制造工艺不同，钙钛矿电池的制造工艺仅有晶硅的三分之一，200度左右的低温制备。”

除此之外，钙钛矿电池具备质量轻、厚度薄、柔性大、半透明、弱光效应好以及颜色可定制等优良特性，可广泛应用于光伏车顶、柔性光伏、穿戴光伏等新型场景。

“自2009年首次被引入光伏领域以来，钙钛矿电池的实验室效率已从最初的3.8%迅速提升至超过26.9%，逼近甚至超过了晶硅电池的效率。钙钛矿电池用十几年的时间效率攀升到了晶硅过往60年达成的成果。”刘伟俊告诉记者。

随着以晶硅为主流的光伏电池在效率和成本上均接近极限，钙钛矿太阳能电池被业内人士普遍看好，视为光伏行业新的增长点。同时，开发大面积、高效率、高稳定性钙钛矿太阳能电池组件，成为各国共同关注的前沿热点。

■ 我国钙钛矿产业加速布局

2022年6月，国家发改委等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出要“掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池制备及产业化生产技术”，并将“开展新型高效晶硅电池、钙钛矿电池等先进高效电池技术应用示范，以规模化市场推动前沿技术发展，持续推进光伏发电技术进步、产业升级”列入可再生能源技术创新示范。

继“十四五”相关规划发布之后，国家多部门陆续出台与钙钛矿电池相关的各项政策。

2022年8月，科技部发布《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》，“研发高效稳定钙钛矿电池”被列为能源绿色低碳转型支撑技术；工信部、财政部等多部门联合印发《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，将“推动钙钛矿、叠层电池组件技术产业化”列入电力装备十大领域推广应用重点方向。

2023年9月，国家能源局发布关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知，钙钛矿及叠层太阳能电池被列入示范工程。

有了政策支持，2022年至今，我国已有多家企业进军钙钛矿领域或融资用于研发及新建生产线。

据报道，在第十七届（2024）国际太阳能光伏与智慧能源（上海）大会暨展览会（2024 SNEC光伏展）上，钙钛矿成为关注的焦点。有业内专家表示，钙钛矿将以巨大的后发优势“顶点起跳”，拉动光伏产业走出“囚徒困境”。未来十年，钙钛矿都将处于黄金时代。

■ 产学研结合提升转化效率

尽管钙钛矿电池产业的发展如火如荼，但仍存在大面积制备电池效率下降、稳定性不足等挑战也是业内不争的事实。

业内专家曾表示，钙钛矿电池要实现商业化，钙钛矿当前必须完成从技术到产品的关键一跃。这其中，既需要钙钛矿组件性能不断提升，技术不断创新，也需要产业链上原材料和设备开发等的密切配合。

上海交通大学教授杨旭东早在10年前就开始从事钙钛矿太阳能电池的研究，在钙钛矿结晶调控、界面结构稳定性、电荷传输稳定性等方向上取得了系列成果，在实验室条件下实现了钙钛矿电池材料稳定性和转换效率的显著提升。

“在2020年之前，很多传统晶硅厂商对钙钛矿电池的发展前景并不看好，可能觉得只是在‘炒概念’。”杨旭东解释，“尽管有一些企业和投资者也来和我交流过合作的事项，但并没有表现出非常强烈的信心和决心去真正推动钙钛矿电池的产业化。”

2022年9月，杨旭东团队的论文在Science上线，报道了钙钛矿太阳能电池中空穴传输的稳定化策略和内在机理。

“在钙钛矿太阳能电池领域，当下需要解决的前沿科学基础问题和产业化的工程工艺瓶颈问题，是二合一的。”杨旭东说，“基础研究是产业发展的核心，而在推进应用过程中工程工艺问题的突破，能进一步促进基础研究的发展。”

杨旭东的理念和光因科技不谋而合，杨旭东正式加入光因科技，出任首席科学家。

很快，光因科技融合掌握了由杨旭东研究团队开发的大面积钙钛矿薄膜离子耦合技术、电荷传输层离子电荷协同输运技术，开发了设备工艺匹配性技术等核心技术，使钙钛矿组件稳态效率稳步提升。

2023年10月，光因科技30cm×40cm大尺寸组件，认证效率达21.63%，打破世界纪录；2023年12月，寄送美国国家可再生能源实验室（NREL）的1200cm^2钙钛矿组件，获得19.2%稳态（MPPT）的效率，登顶美国“光伏组件效率世界纪录排行榜”。

此次上榜《太阳能电池效率纪录表》，意味着光因科技研发的大尺寸钙钛矿太阳能电池组件的电池效率，不仅得到行业最权威的认证，同时也是目前两个榜单所有纪录中，首个突破1000cm^2级的大尺寸钙钛矿单结太阳能电池组件。

国家光伏产业计量测试中心最新认证报告显示，光因科技研制的30cm×40cm大尺寸钙钛矿单结组件稳态效率已突破至21.95%。

在多名业内人士看来，未来两三年，正是钙钛矿产品走向市场、在实证中验证自己的关键时期。

光因科技创始人温言杰表示，光因科技将通过小试线继续配方、工艺的深耕，攻克技术难点，不断刷新转化效率和稳定性；同时，积极推进150MW产线的搭建，预计明年第一季度建成投产，组件面积扩大至平米级，转化效率预计21.5%以上。