中国太阳能电池大突破！成本剧降效率更高，或重塑全球能源格局！

10月20日，知名科学期刊《科学》杂志报告，中国研究的一种新型太阳能电池取得重大突破，在转换效率更高，寿命更长的情况下，成本却只有当前硅基太阳能电池的四分之一，这意味着这种新型太阳能电池将可能一枝独秀，所向披靡，重塑可再生能源的格局，被誉为是一项里程碑式的成就。

这项研究来自香港城市大学和华中科技大学合作的团队。钙钛矿是一种低成本、容易获得的无机材料，和传统硅基太阳能电池板一样，可以将太阳能转换为电能，但效率更高，被认为是超越硅基太阳能最有希望的材料。

然而钙钛矿太阳能电池（PSC）很不稳定，氧气、湿气和高温都有可能导致它们迅速降解。在此前的研究中，科学家们使用了一种新型的孔选择性接触层，叫做自组装单分子层（SAM），来提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

SAM是一种由特殊分子自发形成的薄膜，可以有效地提取 PSCs 中产生的正电荷载流子，并防止分子在不规则表面聚集。然而SAM为单分子结构，厚度仅为1-2nm，在高温下很容易分解。

中国科学家团队使用独特的三维结构重新设计SAM，并将它固定在稳定的氧化镍薄膜上，从而增强了它的热稳定性和化学稳定性，显著提高了电池寿命和能量转换能力。测试结果表明，他们设计的钙钛矿电池转换效率达到了25.6%，几乎追平了韩国蔚山国家科学技术学院2021年10月创造的25.7%的纪录。

但令人惊讶的是，这种电池在65℃下运行1200个小时后，仍然保持了90%以上的初始效率，远远超过此前450小时的纪录。

而最令人惊讶的是，研究人员称这项技术将把太阳能电池的平准化电力成本降低到当前硅基太阳能电池每兆瓦时24美元的四分之一，即5.45美元！

这是不是会构成对当前主流太阳能电池的全面碾压和踩踏呢？目前的答案可能是否定的，因为这种太阳能电池的稳定性和寿命仍然面临着挑战，目前的硅基太阳能电池板的寿命已达20到25年，钙钛矿太阳能电池的寿命仍在测试之中，尚不明确。

不过，全球对钙钛矿太阳能电池板的研究已经白热化，相信使用寿命的突破可能就在不远的将来。目前我看到的多项研究进展都很快，比如瑞士洛桑联邦理工学院和美国西北大学的团队10月24日在《自然资源》上发表论文称，其钙钛矿电池达到了25.3%的转换效率，以及65℃和50%相对湿度下运行1000个小时，仍然保持了95%的峰值性能。

而宾夕法尼亚大学10月28日发表在《自然资源》上的研究表明，他们的钙钛矿太阳能电池板，达到了21.59%的转换效率和200小时90%以上的初始效率。

不过中国的研究团队可能更具优势，因为中国是光伏行业的绝对领先者，从原材料到生产设备，全球市场份额都超过了80%，这意味着一旦研究成果可行，将可能很快转化为生产力，并获得巨大的成本优势。

根据中国光伏行业协会的统计，过去10年太阳能成本已下降90%以上，并成为全球最便宜的能源。如果再降低到只有四分之一，这意味着钙钛矿太阳能不仅可碾压当前的硅基太阳能，也将对其他能源，不管是化石能源还是其他清洁能源都形成全面碾压，有可能重塑全球清洁能源甚至整个能源格局，推动全球更快实现碳达标、碳达峰，拯救我们只有一个的地球。

钙钛矿太阳能因其更高的效率和更低的成本而更具竞争力，目前已有多家中国公司开始扩大钙钛矿太阳能电池的产能，可能会让中国在光伏产品上展现更强的竞争力，进一步扩大市场份额。

论文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade9637