一種新材料做太陽能電池，首要任務(wù)就是把光電轉(zhuǎn)化效率做上來，效率做高了，各種缺陷也就少了，穩(wěn)定性研究才更有效，這樣可以更快地實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。所以，鈣鈦礦太陽能電池的第一科研指標(biāo)就是效率！
在提升太陽能電池效率方向，有很多杰出的科學(xué)家，下面兩位是全鈣鈦礦疊層電池和單結(jié)鈣鈦礦電池的代表，分別是南京大學(xué)的譚海仁教授和韓國蔚山科學(xué)技術(shù)學(xué)院的Sang Il Seok教授。
且看下面全鈣鈦礦疊層電池和單結(jié)鈣鈦礦電池的三次較量：
譚老師課題組成功實(shí)現(xiàn)了高效率的全鈣鈦礦疊層太陽能電池，小面積電池國內(nèi)認(rèn)證效率為24.8%、大面積疊層電池效率達(dá)22.1%。
Lin, Renxing, et al. “Monolithic all-perovskite tandem solar cells with 24.8% efficiency exploiting comproportionation to suppress Sn (ii) oxidation in precursor ink.” Nature Energy 4.10 (2019): 864-873.
Sang Il Seok教授通過向鈣鈦礦中摻雜二氯化亞甲基二胺（MDACl2），成功穩(wěn)定了黑相FAPbI3鈣鈦礦，Newport認(rèn)證效率達(dá)到了23.7％。
雖然譚老師效率高些，但因?yàn)閲鴥?nèi)認(rèn)證的國際影響力不夠，這一回合算Seok教授勝出。
譚海仁教授把大面積全鈣鈦礦疊層太陽能電池送到國外認(rèn)證，經(jīng)日本電氣安全和環(huán)境技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（JET）權(quán)威認(rèn)證，穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)24.2%，首次將全鈣鈦礦疊層電池寫進(jìn)太陽能效率世界記錄表《Solar cell efficiency tables》。
Xiao, Ke, et al. “All-perovskite tandem solar cells with 24.2% certified efficiency and area over 1 cm 2 using surface-anchoring zwitterionic antioxidant.” Nature Energy 5.11 (2020): 870-880.
Sang Il Seok教授通過組分工程，降低薄膜應(yīng)力應(yīng)變，增加載流子壽命，Newport認(rèn)證效率達(dá)到了24.4％。
兩個(gè)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證后，譚老師還是略遜一籌，這一回合還是Seok教授勝出。
最近，譚海仁教授在全鈣鈦礦疊層電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展，經(jīng)JET國際權(quán)威認(rèn)證，電池效率為26.4%，首次超越了單結(jié)鈣鈦礦電池，與目前晶硅電池最高效率相當(dāng)。（譚老師的文章是2021.12月接收的，為了方便比較，就算成2021年的文章）
Lin, Renxing, et al. “All-perovskite tandem solar cells with improved grain surface passivation.”?Nature?(2022): 1-9.
Sang Il Seok教授在SnO2電子傳輸層和鈣鈦礦吸光層之間用Cl修飾，增強(qiáng)了鈣鈦礦層電荷的提取和傳輸，減少了界面缺陷，獲得了Newport 25.5%的認(rèn)證效率。
兩個(gè)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證后，譚老師領(lǐng)先0.9%，這一回合譚老師勝出。
譚老師選擇了一條非常有潛力的賽道，疊層電池顧名思義就是把電池疊起來，1+1雖然不大于2，但兩節(jié)疊層電池大約是原來單結(jié)電池的1.5倍，理論效率大概為44%，而單結(jié)電池理論效率大概為31%。
如下圖，用韓國的最高山——漢拿山（1950米）比作單結(jié)電池，那么中國的峨眉山高度（疊層電池效率）就大概是漢拿山的1.5倍（3099米）。現(xiàn)在，譚老師和Seok教授所處的海拔差不多，但是很明顯譚老師的上升空間巨大！留給Seok教授擠牙膏的空間不多了。
疊層電池一旦達(dá)到30%，發(fā)電成本將大幅降低，硅電池或迎來最大挑戰(zhàn)，期待譚老師早日突破30%。
最后介紹下譚老師，回國三年就發(fā)表1篇Nature+2篇Nature Energy，充分說明術(shù)業(yè)要專攻！
譚海仁，南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。
2018.03-至今，南京大學(xué)，現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院，教授
2015-2018，加拿大多倫多大學(xué)，電子與計(jì)算機(jī)工程系，博士后
2011-2015，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，電子工程，博士
2008-2011，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，材料物理與化學(xué)，碩士
2004-2008，中南大學(xué)，無機(jī)非金屬材料工程，本科
長期從事新型光伏材料與器件的研究工作，包括鈣鈦礦太陽能電池、硅基太陽能電池及新型高效低成本疊層太陽能電池，實(shí)現(xiàn)了全鈣鈦礦疊層太陽能電池、平面型鈣鈦礦太陽能電池、非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的世界記錄，鈣鈦礦疊層電池的世界紀(jì)錄3次被業(yè)界權(quán)威的“Solar cell efficiency tables”收錄。在Nature，Science, Nature Energy, Nat. Comm., Adv. Mater.等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文80余篇，引用9000 余次；入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”（Highly Cited Researchers）。
1.?http://tanlab.org.cn/page165
2. https://seoksi.unist.ac.kr/publication/
原創(chuàng)文章，作者：v-suan，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/15/27fc546bef/
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