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南京大学团队再发Nature,团队第8篇Nature/Science正刊,全钙钛

南京大学团队再发Nature,团队第8篇Nature/Science正刊,全钙钛矿叠层光伏组件效率26.2%刷新世界纪录

6月16日,南京大学宣布,该校教授谭海仁团队联合仁烁光能(苏州)有限公司团队,成功研制出大面积全钙钛矿叠层光伏组件,经日本电气安全环境研究所(JET)认证,光电转换效率高达26.2%,刷新了该面积等级全钙钛矿叠层光伏组件的世界纪录。相关研究成果于6月15日以快速预览形式在线发表于《自然》主刊。

这是谭海仁团队在钙钛矿叠层领域的又一重要突破。团队前期研制的小面积全钙钛矿叠层电池效率已提升至30%以上(2025年《自然》),2022年首次实现小面积全钙钛矿叠层组件制备(《科学》)。从24.5%到26.2%,大面积组件效率两年内连跳两级,产业化正在加速。

核心要点深度拆解

1. 技术突破在哪

全钙钛矿叠层太阳能电池可利用的光谱更宽,钙钛矿材料吸光系数高,仅需亚微米厚度即可实现高效光电转换,能够显著降低发射重量并简化太阳翼展开机构。

然而,大面积制备长期面临技术挑战:组件复合连接层光学损失大,剧烈温度冲击会加速金属扩散及有机层退化,窄带隙铅-锡钙钛矿薄膜在大面积制备中的成膜均匀性与电荷输运受限。

团队此次制备出65平方厘米的无空穴传输层的隧穿复合结结构光伏组件,采用纳米晶功能层替代传统超薄金属复合层,并去除PEDOT:PSS空穴传输层,实现了界面连接层的结构重构。该设计显著降低了光学损耗,提升了透光性能,同时改善了大面积制备中的均匀性与一致性。

基于刮涂工艺,团队针对铅-锡窄带隙钙钛矿开发了二元共溶剂体系,实现了大尺寸钙钛矿薄膜的均匀可控制备。最终,65cm²全钙钛矿叠层组件实验室效率达26.6%,经JET独立认证稳定效率为26.2%。

2. 为什么是太空光伏

全钙钛矿叠层技术的重要应用方向是太空光伏。相比传统晶硅电池,钙钛矿材料仅需亚微米厚度即可实现高效光电转换,大幅降低发射重量。2026年全球太空光伏市场规模约569亿元,2035年将增至约10998亿元,十年增长近20倍。

协鑫柔性叠层组件效率已达27%以上,接近传统砷化镓电池30%的效率水平,但成本显著更低。钧达股份、晶科能源、天合光能等光伏上市公司对太空光伏的关注度显著提升,均重点提到钙钛矿技术在太空的应用前景。

3. 产业化走到哪一步了

谭海仁团队不仅是学术研究,还通过创立仁烁光能推动产业化。仁烁光能已完成数亿元A轮融资,建成全球首条大面积全钙钛矿叠层电池研发线并投产150MW钙钛矿光伏量产线。GW级产线项目总投资约12.5亿元,已于2025年9月启动建设。协鑫光电、极电光能、京东方等也已布局GW级产线。

从技术路线看,钙钛矿叠层电池理论效率上限44%-45%,远超晶硅电池29.4%的理论极限。2026年叠层组件预期效率28%,相对晶硅已具备性价比优势,叠层效率突破30%是必然趋势。

投资启示

钙钛矿叠层光伏产业链的核心环节包括:

核心辅材TCO玻璃:金晶科技、耀皮玻璃
整线设备:捷佳伟创(具备整线交付能力,PVD/RPD设备多次中标头部企业订单)、迈为股份(钙钛矿-晶硅叠层整线设备,32.38%效率认证)
组件:杭州柯林
材料:万润股份已有钙钛矿太阳能电池材料实现供应;隆华科技积极布局钙钛矿、异质结两大核心赛道

从实验室到太空,从24.5%到26.2%,谭海仁团队用一篇又一篇顶刊论文,把全钙钛矿叠层光伏从概念推向现实。当光伏行业还在为产能过剩焦虑,下一代技术已经悄悄跑到了前面。

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(以上为公开信息分析,不构成投资建议)