26%，33.7%！單節(jié)鈣鈦礦和鈣鈦礦-晶硅疊層太陽(yáng)能電池雙雙破紀(jì)錄?。?

近日，NREL光伏技術(shù)電池最高轉(zhuǎn)換效率圖表再次更新，產(chǎn)生了新的效率記錄。

打破單節(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件效率的是中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所（IoS/CAS），器件開(kāi)路電壓（Voc）1.19V，短路電流（Jsc）26.00mA/cm2，填充因子（FF）84%，器件有效面積（Area）0.0746cm2，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）26%。值得說(shuō)明的是中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體所此前曾多次打破此項(xiàng)世界紀(jì)錄。

突破鈣鈦礦-晶硅疊層電池器件效率的仍是沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王大學(xué)（KAUST），器件開(kāi)路電壓（Voc）1.974V，短路電流（Jsc）20.99mA/cm2，填充因子（FF）81.3%，器件有效面積（Area）1.0035cm2，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）33.7%。此項(xiàng)紀(jì)錄之前的保持者也是沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王大學(xué)。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的記錄

1999年，單晶硅太陽(yáng)能電池便達(dá)到了25%的效率，目前單晶硅太陽(yáng)能電池記錄效率為26.1%（2018年）。隨著晶硅太陽(yáng)能電池在異質(zhì)結(jié)（HIT）結(jié)構(gòu)上的發(fā)展，使得HIT晶硅太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到了目前最高效率26.81%（2022年）。

晶硅太陽(yáng)能電池實(shí)驗(yàn)室效率達(dá)到25%后（1999年），其往高效率產(chǎn)業(yè)化的道路上已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的時(shí)間（25%的效率，筆者自己的比較）。從2013光伏制造行業(yè)規(guī)范條件給出的硅光伏電池組件的效率16-17%，到當(dāng)前高效率硅太陽(yáng)能電池組件效率超過(guò)22%，其發(fā)展過(guò)程不是一蹴而就的。

單結(jié)鈣鈦礦效率的提升逐漸放慢了腳步，在現(xiàn)有體系和器件結(jié)構(gòu)的框架下，百分之零點(diǎn)幾的效率提升需要對(duì)各功能層進(jìn)行更精細(xì)化的調(diào)控，尤其是鈣鈦礦層的結(jié)晶控制及界面鈍化。進(jìn)一步提升效率需要優(yōu)化組分、降低鈣鈦礦層的帶隙（純FAPbI₃方向），開(kāi)發(fā)新的傳輸層材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以當(dāng)前趨勢(shì)看，單結(jié)鈣鈦礦電池的效率后續(xù)會(huì)很快超過(guò)硅太陽(yáng)能電池的最高效率（拍著腦門(mén)預(yù)估下：?jiǎn)谓Y(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池參數(shù)實(shí)現(xiàn)Voc 1.2 V，Jsc?26.5 mA/cm²，FF 84.5%，PCE 26.87%）。2019年，單結(jié)鈣鈦礦在達(dá)到25.2%的效率后，也開(kāi)啟了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程（筆者自己比較），即使鈣鈦礦仍面臨穩(wěn)定性的問(wèn)題，但是其組件效率的提升比晶硅太陽(yáng)能電池快了很多。如果將鈣鈦礦拉回到2000年的硅太陽(yáng)能電池階段進(jìn)行對(duì)比，這個(gè)過(guò)程將更加明顯。鈣鈦礦/晶硅疊層電池正處于效率快速上升期，兩者攜手將會(huì)打開(kāi)一塊廣闊天地。當(dāng)然，事物的發(fā)展會(huì)遵循客觀規(guī)律，也會(huì)經(jīng)受外部市場(chǎng)、政治等多因素的考驗(yàn)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的將來(lái)，我們拭目以待！

探索·創(chuàng)新·光伏新勢(shì)力

《2023鈣鈦礦材料與器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇》將于6月11-13日在蘇州舉辦。

論壇攜手牛津大學(xué)、中科院蘇州納米所、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、華中科技大學(xué)、蘇州大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、西湖大學(xué)、華東理工大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)、中科院寧波材料所、西安電子科技大學(xué)、浙江大學(xué)寧波科創(chuàng)中心雙碳研究院、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所研究所、昆明理工大學(xué)、南方科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)、通威、上海鈣晶、大正微納、德滬涂膜、捷佳偉、天合光能、陜西綠能、江蘇迪塔鎂克、常州亞瑪頓、蘇州源展、廈門(mén)福納新材料、加拿大G2V(聚微元科技)、首鐳激光、湖南納昇、合肥欣奕華、青島自貿(mào)激光、揚(yáng)州萬(wàn)潤(rùn)光電、蘇州市鴻正、鵬城微納、武漢元祿光電、煙臺(tái)盈德、嘉興阿特斯、北京國(guó)科九曜、西安億蘭特、西安仙交新能源、匯添富基金、中石化、東方證券、中建材、天堂硅谷、上海美控私募……等300+專(zhuān)家、鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)和科研單位，共同探討如何提升鈣鈦礦效率和壽命”，全方位剖析鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與市場(chǎng)熱點(diǎn)話題，探討鈣鈦礦電池未來(lái)發(fā)展走勢(shì)。

鈣鈦礦產(chǎn)線如何打通，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)？關(guān)鍵材料和設(shè)備如何突破，助力光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展？材料端、設(shè)備端、生產(chǎn)端、檢測(cè)端、應(yīng)用端如何齊力合作，協(xié)同發(fā)展？20+精彩報(bào)告將多角度切入、全方位呈現(xiàn)鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和未來(lái)。從機(jī)理研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，深度剖析“行業(yè)發(fā)展究竟需要克服哪些難題？”、“鈣鈦礦量產(chǎn)問(wèn)題有什么解決方案？”以及“量產(chǎn)的前提下，如何提升鈣鈦礦效率和穩(wěn)定性？”為鈣鈦礦的市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)全景視角和參考答案。

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