中科院把太陽(yáng)能電池效率干到28.04%！光伏行業(yè)的天要變了

7月13日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所李永舫院士、孟磊研究員團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》上發(fā)表了一項(xiàng)重磅成果。他們研發(fā)的鈣鈦礦-有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池，經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證，穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到28.04%，直接刷新了同類(lèi)產(chǎn)品的世界紀(jì)錄。

鈣鈦礦-有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池器件實(shí)物圖

這不是實(shí)驗(yàn)室里隨便測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)，是經(jīng)過(guò)第三方認(rèn)證的穩(wěn)態(tài)效率。業(yè)內(nèi)人都知道，“認(rèn)證”和“自測(cè)”是兩碼事——自測(cè)數(shù)據(jù)可以挑最好的、最理想的條件，但第三方認(rèn)證得拿出穩(wěn)定可重復(fù)的結(jié)果。28.04%這個(gè)數(shù)字，意味著鈣鈦礦-有機(jī)疊層這條技術(shù)路線(xiàn)真正站住了腳。

一、這項(xiàng)技術(shù)到底厲害在哪？

現(xiàn)在咱們屋頂上、光伏電站里裝的普通太陽(yáng)能板，都是單層電池。簡(jiǎn)單說(shuō)就是只用一種材料去吸收陽(yáng)光，只能捕捉一部分光線(xiàn)，剩下的全浪費(fèi)了。

中科院這個(gè)新電池不一樣。它是兩層材料疊在一起：上層用寬帶隙鈣鈦礦材料吸收高能的紫外光和可見(jiàn)光，下層用窄帶隙有機(jī)材料吸收近紅外光。相當(dāng)于把太陽(yáng)光里不同波長(zhǎng)的光“分工消化”，能用的光更多，轉(zhuǎn)化電能的效率自然更高。

這個(gè)思路其實(shí)不新鮮，業(yè)內(nèi)叫“疊層電池”。以前也有人做，但一直有個(gè)要命的短板——長(zhǎng)時(shí)間光照后性能下滑特別快，穩(wěn)定性太差。

這次中科院團(tuán)隊(duì)能破紀(jì)錄，關(guān)鍵在于解決了一個(gè)叫“鹵素相分離”的難題。

聽(tīng)不懂沒(méi)關(guān)系。簡(jiǎn)單解釋一下：為了讓上層鈣鈦礦材料多吸收陽(yáng)光，需要往里面加碘和溴兩種元素。但這兩個(gè)元素“性格不合”，在制備過(guò)程中或者在光照下容易各自抱團(tuán)——碘聚成一堆、溴聚成一堆。一抱團(tuán)電池電壓就掉，性能也跟著垮。

鈣鈦礦-有機(jī)疊層太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖及效率進(jìn)展圖

團(tuán)隊(duì)往材料里加了一種叫TDB的新型添加劑分子。這個(gè)分子有兩個(gè)本事：薄膜成型的時(shí)候，它拉住溴離子不讓它亂跑，確保碘和溴從一開(kāi)始就均勻混合；電池開(kāi)始工作見(jiàn)光的時(shí)候，它被光激活變成另一種分子，錨定在材料晶界上，持續(xù)抑制離子遷移和相分離。

團(tuán)隊(duì)管這個(gè)叫“全階段調(diào)控”策略——從電池制造到長(zhǎng)期運(yùn)行，全程都在管。

效果怎么樣？持續(xù)光照625小時(shí)后，電池還能保留90%的初始發(fā)電效率。625小時(shí)相當(dāng)于26天連續(xù)不停光照，這個(gè)穩(wěn)定性在同類(lèi)產(chǎn)品里已經(jīng)是相當(dāng)能打的了。

二、為什么說(shuō)這事兒不光是個(gè)實(shí)驗(yàn)室新聞？

光伏行業(yè)的人都在看一個(gè)東西：效率天花板。

傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)能電池，理論效率極限大概在29%左右。現(xiàn)實(shí)中量產(chǎn)的主流產(chǎn)品也就20%出頭。越靠近理論極限，提升一丁點(diǎn)效率就越難，成本也越高。

疊層電池不一樣。兩種材料疊在一起，能突破單結(jié)電池的理論效率上限。業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，疊層效率突破30%是必然趨勢(shì)。中科院這次做到28.04%，離30%只有一步之遙。

更要緊的是行業(yè)大勢(shì)。2026年的光伏行業(yè)，正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻洗牌。

以前光伏行業(yè)玩的是“價(jià)格戰(zhàn)”——誰(shuí)產(chǎn)能大、誰(shuí)成本低，誰(shuí)就能活。但經(jīng)過(guò)幾年瘋狂擴(kuò)產(chǎn)，行業(yè)大面積虧損、產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩。低價(jià)內(nèi)卷這條路已經(jīng)走到頭了。

現(xiàn)在行業(yè)的核心邏輯全面切換成“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”。萬(wàn)聯(lián)證券的分析師直言，國(guó)內(nèi)光伏已經(jīng)形成“BC技術(shù)規(guī)模化量產(chǎn)、鈣鈦礦疊層前沿技術(shù)攻堅(jiān)”的梯度創(chuàng)新格局。

換句話(huà)說(shuō)，BC技術(shù)是現(xiàn)在能賺錢(qián)的，鈣鈦礦疊層是決定未來(lái)誰(shuí)能繼續(xù)賺錢(qián)的。

BC技術(shù)已經(jīng)把量產(chǎn)效率推到27%以上。晶澳科技最近搞出來(lái)的新一代BC電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到28.2%，刷新了BC技術(shù)量產(chǎn)效率的世界紀(jì)錄。隆基綠能更是宣布“All in BC”，2026年組件出貨目標(biāo)80到90GW，BC占比要干到70%到80%。

但BC再?gòu)?qiáng)，也有理論極限。鈣鈦礦疊層才是行業(yè)公認(rèn)的下一代突破口

2026年已經(jīng)被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為“鈣鈦礦疊層電池示范元年”。協(xié)鑫跟華能合作的1.2MW示范項(xiàng)目已經(jīng)落地。通威的商用尺寸疊層電池全面積轉(zhuǎn)換效率突破32.02%。邁為股份的鈣鈦礦/晶硅異質(zhì)結(jié)疊層電池效率達(dá)到32.38%。各大巨頭都在搶跑。

中科院這次28.04%的突破，給這條賽道又添了一把火。

三、這東西能干嗎用？不只是發(fā)電

這款電池有個(gè)很特別的地方——輕薄、柔軟，不用硬質(zhì)板材支撐。

傳統(tǒng)硅基光伏板又厚又重，安裝場(chǎng)景受限。鈣鈦礦-有機(jī)疊層電池不一樣，能彎曲、重量輕，可以貼在建筑外墻做一體化光伏墻面，也能做成便攜電源配隨身設(shè)備和無(wú)人機(jī)。

最讓人期待的是太空應(yīng)用。航天領(lǐng)域有個(gè)硬道理：重量就是成本。每多一克載荷，發(fā)射成本就多一大截。傳統(tǒng)太空光伏用的是砷化鎵電池，性能好但貴得離譜——大約20萬(wàn)元一平米。鈣鈦礦電池成本只有它的十分之一，能質(zhì)比還更高。中科院李永舫院士說(shuō)，這種電池未來(lái)有潛力登上衛(wèi)星和空間站，為人類(lèi)提供更輕便高效的太空能源。

地面上也有大用場(chǎng)。建筑光伏一體化一直是個(gè)被看好的方向，但傳統(tǒng)晶硅板太重、太厚，裝上去不好看也不方便。鈣鈦礦電池輕、柔、還能做成半透明的，完美契合這個(gè)需求。

四、還有哪些坎要過(guò)？

實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)好看，不等于能馬上量產(chǎn)。

通威的研發(fā)人員在行業(yè)論壇上直言，鈣鈦礦疊層電池從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模生產(chǎn)，面臨三大核心挑戰(zhàn)：可量產(chǎn)技術(shù)路線(xiàn)的選擇、大面積電池的高通量制備技術(shù)、長(zhǎng)期戶(hù)外可靠性的驗(yàn)證體系。

成本也是問(wèn)題。目前鈣鈦礦組件成本大概4到6元一瓦，晶硅才1元左右。這差距不是一星半點(diǎn)。不過(guò)業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，隨著規(guī)模化降本和效率提升，疊層組件的單瓦成本會(huì)持續(xù)下降，最終性?xún)r(jià)比會(huì)顯著高于晶硅。

中科院的團(tuán)隊(duì)自己也說(shuō)了，接下來(lái)會(huì)繼續(xù)優(yōu)化工藝，推進(jìn)技術(shù)落地量產(chǎn)。從實(shí)驗(yàn)室到工廠(chǎng)，這條路通常得走好幾年。但方向已經(jīng)很清楚了。

五、一個(gè)值得深思的問(wèn)題

光伏行業(yè)這二十年，中國(guó)人從追趕到并跑再到領(lǐng)跑，一路打的是規(guī)模戰(zhàn)、成本戰(zhàn)。現(xiàn)在行業(yè)大面積虧損，低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的套路玩不下去了。

中科院這次28.04%的突破，本質(zhì)上是中國(guó)光伏從“規(guī)模驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)向“技術(shù)驅(qū)動(dòng)”的一個(gè)縮影。

過(guò)去我們靠便宜、靠量大搶占市場(chǎng)。未來(lái)得靠技術(shù)比別人先進(jìn)、產(chǎn)品比別人高效才能活下去。BC技術(shù)是現(xiàn)在，鈣鈦礦疊層是未來(lái)。誰(shuí)先在疊層這條路上跑通量產(chǎn)，誰(shuí)就有可能在下一輪行業(yè)洗牌中活下來(lái)，而且活得很好。

光伏行業(yè)從來(lái)不缺新聞，但真正能改變行業(yè)格局的技術(shù)突破，一年也出不了幾個(gè)。28.04%這個(gè)數(shù)字，值得行業(yè)里的人認(rèn)真看一看、想一想。

討論話(huà)題：

你覺(jué)得鈣鈦礦疊層電池從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，最大的障礙是技術(shù)、成本還是市場(chǎng)接受度？大概還需要幾年才能真正大規(guī)模鋪開(kāi)？