光伏技術(shù)重大突破！南京大學在《科學》發(fā)表成果，鈣鈦礦組件效率創(chuàng)世界紀錄并獲國際權(quán)威認證
來源： 紫牛新聞
2025-12-05 18:12:00
12月5日，南京大學譚海仁教授課題組與仁爍光能產(chǎn)業(yè)化團隊的鈣鈦礦太陽能電池產(chǎn)業(yè)化成果在國際頂級學術(shù)期刊《Science》正式發(fā)表。
此項研究標志著我國在“雙碳”目標引領(lǐng)下，于下一代光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域取得里程碑式進展。研究團隊所研制的平米級商業(yè)化鈣鈦礦光伏組件，不僅實現(xiàn)了綠色環(huán)保制備，更在轉(zhuǎn)換效率與產(chǎn)品可靠性方面雙雙達到世界領(lǐng)先水平，并獲得國際權(quán)威認證，標志著這一新一代光伏技術(shù)突破了從實驗室到產(chǎn)業(yè)化制造的關(guān)鍵瓶頸，正式邁向規(guī)?；虡I(yè)應用。
量產(chǎn)組件效率達22%，接近當前主流晶硅水平
繼去年平米級鈣鈦礦組件以17.2%的全面積穩(wěn)態(tài)效率創(chuàng)下世界紀錄并被國際權(quán)威《Solar cell efficiency tables》收錄后，團隊近期再傳捷報。在規(guī)?；慨a(chǎn)中，同尺寸組件效率進一步提升至22%，再次刷新商用鈣鈦礦組件效率紀錄。這一效率已逼近當前主流晶硅組件的性能區(qū)間，展現(xiàn)出該技術(shù)路線的強大競爭潛力。
產(chǎn)業(yè)化不僅需要高效率，更要求高可靠性與長壽命。研究團隊制備的商用尺寸組件（1.2m×0.6m）。研究團隊所制備的商用鈣鈦礦組件，已先后通過德國萊茵TüV IEC61215/61730、美國UL、中國產(chǎn)品質(zhì)檢中心CQC、日本JP-AC的認證或許可，全面達標國內(nèi)外產(chǎn)品銷售標準。同時，數(shù)據(jù)顯示，在多個戶外運行項目中，該組件運行期間功率無衰減，充分證明了南京大學科研團隊技術(shù)路線的先進性和大規(guī)模推廣的可行性。
攻克產(chǎn)業(yè)化核心難題，源頭實現(xiàn)“綠色制造”
鈣鈦礦太陽能電池作為極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮夥夹g(shù)，以其成本低、效率高、能耗少、可柔性制備等優(yōu)勢，被視為推動能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型的重要方向。然而，長期以來，該技術(shù)在大面積制備時的薄膜質(zhì)量、環(huán)保工藝與長期可靠性，成為制約其從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的重要瓶頸。
破解難題1：創(chuàng)新全綠色溶劑制備工藝
長期以來，鈣鈦礦的制備依賴有毒溶劑，環(huán)保問題制約其產(chǎn)業(yè)化。研究團隊創(chuàng)新性地設(shè)計了一種由γ-戊內(nèi)酯（GVL）、二甲基亞砜（DMSO）和2-甲基四氫呋喃（2-MeTHF）組成的混合綠色溶劑體系，用于制備1.5 eV帶隙鈣鈦礦薄膜。
該體系安全、低毒、可生物降解，不僅實現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜在空氣中的環(huán)保制備，更通過調(diào)控溶劑相互作用，顯著提升了薄膜的結(jié)晶質(zhì)量與界面接觸，從工藝源頭保障了光伏制造的低碳化與環(huán)境友好化，攻克了產(chǎn)業(yè)化第一道難關(guān)。
破解難題2：攻克大面積均勻成膜難題
在大面積（平米級）制備中，因溶劑揮發(fā)不均導致的“邊緣效應”會嚴重影響薄膜均勻性，是規(guī)模化制造的核心痛點。研究團隊全球首創(chuàng)“溶劑限制邊緣保護（SCEP）”策略，通過引入功能性添加劑，如同為薄膜邊緣穿上“防護服”，均衡了整體溶劑的揮發(fā)速度。該策略使團隊在1.2米×0.6米的大面積基板上，成功制備出從中心到邊緣均一的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜，解決了商業(yè)化量產(chǎn)中最重要的工藝一致性難題。
效率與可靠性獲得國際權(quán)威認證，產(chǎn)業(yè)化迎來“通行證“
基于上述核心技術(shù)突破，研究團隊制備了全面積達0.72 m2的商用尺寸組件，其性能與可靠性獲得全球市場“通行證“。
該組件在實驗室測得的最高效率達18.0%，經(jīng)權(quán)威光伏檢測機構(gòu)——美國國家可再生能源實驗室（NREL）認證，其穩(wěn)態(tài)效率高達17.2%，被收錄為當時（2024年）全球已認證的全面積效率最高的商用尺寸鈣鈦礦組件。
近期仁爍光能在規(guī)模化量產(chǎn)中取得新突破，其0.72 m2鈣鈦礦組件經(jīng)TüV南德認證，全面積效率進一步提升至22%，輸出功率達158.4W，再次刷新商用鈣鈦礦組件的效率紀錄。
更令人振奮的是，該工藝路線下的組件戶外穩(wěn)定性進步更大。首次參與德國萊茵TüV認證，仁爍光能0.72 m2 的商用尺寸組件即全面通過了包括濕熱測試、熱循環(huán)測試、紫外測試等在內(nèi)的全序列IEC 61215/61730可靠性認證。隨后，該組件又先后獲得美國UL、中國產(chǎn)品質(zhì)檢中心CQC、日本JP-AC的認證或許可，驗證該產(chǎn)品已全面達標國內(nèi)外銷售標準。超過一年的戶外實證運行數(shù)據(jù)更顯示，組件功率無衰減，以扎實數(shù)據(jù)證明了其長期穩(wěn)定性，掃清了商業(yè)化落地最后的疑慮。
仁爍光能MW級鈣鈦礦組件示范項目及組件發(fā)電量同輻照關(guān)系
目前，該技術(shù)已由南京大學與合作企業(yè)仁爍光能（蘇州）有限公司共同提交了專利申請，并在150 MW的中試生產(chǎn)線上成功穩(wěn)定運行，這意味著鈣鈦礦光伏技術(shù)已成功跨越從實驗室、中試到規(guī)?；慨a(chǎn)的關(guān)鍵節(jié)點，商業(yè)化進程全面加速。商業(yè)化進程全面加速。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
校對 陶善工