吸光性能是硅的百倍，比亚迪、长城、丰田已押注钙钛矿太阳能电池

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1月8日，达摩院青橙学者分享会在浙江大学举行，苏俊、陈孝钿、杨宗银等15名全国高校青年科学家登台，从潘云鹤、邵峰、杨树锋等院士手里领过青橙奖，获得"青橙学者"桂冠和阿里公益支持的100万元奖金。

此次青橙奖获奖者之一——西湖大学工学院研究员王睿，其研究成果大幅提高了钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性，为推动钙钛矿的产业化应用奠定了基础。

王睿通过对钙钛矿缺陷态物理进行了系统性研究，设计一系列晶界及表面材料改善缺陷并大幅提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性，曾两度打破有机太阳能电池的世界转换效率最高纪录。其研究成果发表Nature正刊2篇，Science正刊2篇。

"钙钛矿材料的吸光性能是硅的100倍左右，想吸收同样的太阳光，只需要硅厚度的1%，大大节省材料成本。更重要的是，全程的制备温度不超过150摄氏度，烤10分钟，就能形成可发电的太阳能电池薄膜。这种薄膜电池未来可能作为新能源汽车的车衣。" 王睿在会议上分享到。

2009年，钙钛矿太阳能电池问世，这种新型材料在当时的转化效率仅有3%，学术界对其上限的预估远高于晶硅电池，但材料的弱点是不稳定。

"它本身的内部离子迁移，实际上是一把双刃剑。"王睿表示，克服钙钛矿材料的不稳定性是研究中的难点。在光照下极为活泼的钙钛矿，很容易产生结构的崩塌，这也是钙钛矿至今没有走到大规模应用的原因，它的使用寿命很短，一开始只能使用几小时，后来也就延长到几天。

2018年，正在喝咖啡的王睿突发奇想查阅了咖啡因的结构，他发现这个结构上有两个官能团，正巧与团队此前研究发现能控制钙钛矿结晶、使材料生长更好的官能团一样。在将咖啡因添加到钙钛矿太阳能电池中后，电池的输出功率居然真的大大提高。这一喝咖啡喝出的发现，被《Joule》收录。

2019年，王睿再次从2种饮料——茶碱和可可碱中找到了钙钛矿表面缺陷的修复方法。在茶碱的加持下，钙钛矿电池创造了连续工作500小时的新记录。这一成果登陆Science杂志，并向业内发出信号：提升电池稳定性，研究表面缺陷是非常重要的。

光伏产业发展的推动力是降本增效，而钙钛矿太阳能电池相比于传统晶硅电池有极大优势。晶硅电池的成本受硅材料价格的影响很大，而钙钛矿材料储量丰富，价格低廉，还能广泛由人工合成，不受原材料限制。生产流程上，晶硅电池需要多个环节，硅料、硅片、电池、组件四个环节需要在不同厂家流转；而钙钛矿电池可以在一家工厂内完成全部生产过程，从原料到组件，45分钟能走完全部流程。

钙钛矿电池可以应用于车载光伏发电系统上，资本市场对钙钛矿早已闻风而动。2023年11月，比亚迪（SZ：002594）在投资者关系活动发布中介绍旗下光伏业务时，提到"比亚迪已积极布局了钙钛矿电池技术"。同月，京东方进行了钙钛矿光伏项目启动仪式，这家面板龙头正式进军光伏领域。

据华夏能源网报道，在比亚迪之前，长城汽车、丰田等车企也已经在钙钛矿方向有所动作。丰田于2023年6月宣布，将与日本初创企业Enecoat Technologies共同研发钙钛矿型光伏电池；长城汽车（SH：601633）则在更早之前的2020年，就成立了钙钛矿公司极电光能，长城汽车董事长魏建军通过控股公司稳晟科技有限公司持有极电光能62.0334%的股权。