鈣鈦礦太陽能電池這一次終于揚眉吐氣，至少在效率上超過了晶硅電池，單結效率為28%！雖然是疊層電池，但這和普通晶硅電池的使用方法是一樣的，不需要額外的配件。況且鈣鈦礦能改變帶隙實現疊層電池是自身優勢，不算開掛，效率高是發展的必然；硅比較刻板，帶隙不變，不能做疊層，效率提升空間太小。
實現28%效率的是南京大學的譚海仁教授，該電池經國際權威機構JET第三方認證，被收錄在最新發表的（Solar cell efficiency table）。這個《太陽電池世界紀錄表》的作者是馬丁格林（Martin A. Green），他被稱為太陽能電池之父，他功成名就后喜歡統計各種后起之秀的效率，大約6個月更新一次，像連續劇一樣。或許優秀的人都喜歡在期刊上發連續劇吧~
譚教授半年內已經連發正刊兩篇，這次28%效率超過晶硅電池，是鈣鈦礦領域一次里程碑式的成果，影響力和引用次數自然不用說，所以大概率還是會在正刊上連載！
不知道28%效率會投Nature還是Science，這種幸福的投稿煩惱想都不敢想。如果正刊編輯直接邀稿，那大概就是‘帝王’般的體驗吧。
2022年1月，譚教授發的Nature已經被引用37次了，這個工作實現了26.4%的鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層電池效率，首次超過了單結鈣鈦礦電池效率的記錄。
他們開發了新的鈍化策略，大幅度增加了擴散長度，達到5 um以上，將Pb-Sn鈣鈦礦太陽能電池的效率提高到22%以上，全鈣鈦礦串聯太陽能電池效率為26.4%的，在最大功率點運行600小時后，仍能保持90%以上的初始性能。
2022年5月，譚教授發Science，實現了21.7%的大面積鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層模組，為商業化奠定了重要基礎。
這個工作系統地調整1.8 eV帶隙混合鹵化物鈣鈦礦的組分，結合氣吹輔助結晶的刮涂方法，有效調控了結晶過程，提高了大面積薄膜的均勻性。為了抑制離子遷移，利用ALD制備阻擋層，提高器件重復性及穩定性。。20平方厘米的器件實現了21.7%的認證效率，并連續運行500小時后保持了初始效率的75%。
有意思的是，在《太陽電池世界紀錄表-60》里有許多電池效率發展依舊緩慢，比如染料敏化電池，發展了30年，效率依舊只有12.25%。如果一個科研工作者至今還在從事染料敏化電池，那么他很可能得不到基金的支持，畢竟相比于鈣鈦礦電池的發展速度，染料敏化這個老前輩被拍在沙灘上十年了。
對于一個領域的判斷需要極高的視野高度，并且需要魄力和前瞻性意識。很多科研工作者堅持一個領域，雖然幾十年也沒有多少進步，但是一不小心就發了幾十篇‘柴米油鹽醬醋茶’類型的文章。
這樣一對比，前輩們在已有賽道上建立了收費站，發文章過路費很低；而后來者具有后發優勢，在眾多賽道中，能夠選擇一條更加有前景的賽道，跑得更遠。
1. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/pip.3595
2. https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.abn7696
3. https://www.nature.com/articles/s41586-021-04372-8.pdf
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