津云新闻讯：2025年1月，数九寒冬。南开大学化学学院的实验室里却温暖如春。袁明鉴教授课题组成员们正在热烈讨论关于团队最新研究成果——钙钛矿太阳能电池器件实现模组化的思路与想法。袁教授手里拿着的那薄薄的一片，正是刚刚制备成功不久的最新钙钛矿太阳能电池器件。
“在国家‘双碳’战略背景下，我们迫切需要解决的问题之一就是‘能源从哪里来’。近年来，我们国家一直在大力发展光伏产业和光伏技术，可以说太阳能利用方面已经积累了丰富的经验，产业布局方面也有着充分的规划。然而，光伏产业要不断发展，技术创新与产品迭代一定是必然趋势。当前，我们面临的产业难点之一就是如何进一步降低发电成本。从技术上来说，这就要更高效地把太阳能转化为电能。”袁明鉴教授介绍。目前，国际范围内光伏产业所使用的大多是晶硅电池。这一代技术经过了七八十年的发展，其电池效率已经越来越接近于理论极限，需要开发出更高性能的材料和器件来实现更高的光电转化效率。而钙钛矿具备制造成本更低、原料储备丰富、对纯度要求不高等众多优点，被各国科学家所“看好”。
袁明鉴教授聚焦高性能下一代战略光伏材料器件研究已经有十余年时间。2016年，他回国加入南开大学化学学院，主要瞄准的就是钙钛矿电池赛道。2019年，习近平总书记视察南开大学时，勉励师生在原始创新和自主创新上出更多成果，勇攀世界科技高峰。袁明鉴他们便把总书记的嘱托牢牢记在心里，决心一定要在钙钛矿电池研发最前沿做出一番成绩来。
“钙钛矿电池是新质生产力的一个重要代表，也是化学能源学科领域研究的一座高峰。总书记的话语给了我们最大的激励，指引着我们不断努力攻克科研道路上的一道道难关。”袁明鉴表示，实现钙钛矿电池技术突破时间紧迫、意义重大，因为当前不仅仅是我国，美国、欧盟、日本、韩国等多国都在抢滩布局新一代光伏材料技术。可以说，确保国家能源安全的重要“钥匙”就掌握在突破性技术上。
然而，钙钛矿虽然具有众多优势，但是其不稳定性却是阻碍其成为新一代光伏材料的“绊脚石”。课题组成员、南开大学化学学院博士生李赛赛告诉记者，钙钛矿有一个很“尴尬”的缺点：它怕光，遇到光就会发热。如果说太阳能电池怕光的话，可以说基本上是没法用的。
2019年，李赛赛“拿到”这个课题时一度觉得非常困难，压力也比较大，连续做了两年时间，没有任何进展。能不能顶着一无所获的压力继续干下去，成了压在李赛赛心头的一块“大石头”。
“总书记曾经说过，南开大学具有光荣的爱国主义传统，这是南开的魂。我在南开学习的这6年里，对此感受颇深，也始终把这句话作为对自己的鞭策。我认为，只要我们做的是于国有利，为民造福的事，就是有意义的事，即便再难也没有荒废光阴。而且，袁老师平时也总是鼓励我们：化学本身就是个需要反复实验的学科，失败总是在所难免，做科研就要有坐‘冷板凳’的准备。”李赛赛表示，南开精神是南开人的底色，体现在一代代南开人的奋斗中。传承南开精神，是南开学生的时代使命，也是实现自身人生价值的生动表达。
为了尽快“摸清”钙钛矿电池技术的“脉络”，李赛赛他们在袁教授指导下，重点抓住钙钛矿太阳能电池在高温工况条件下稳定性不足这一领域难题进行深入研究，经过五年的不断努力，终于首次揭示了合金钙钛矿薄膜内部复杂的化学组分偏析问题，并成功制备出了兼具高效率与高工况稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，实现了该领域的重大技术突破，在世界范围内刷新了钙钛矿太阳能电池光电转化效率的纪录。
然而，对于课题组来说，这只是成功的第一步。袁明鉴表示，该成果标志着在实验室环节基本上打通了制约钙钛矿工况稳定性的关键环节，距离电池真正的产业化落地还尚有距离。他表示，目前课题组正在努力将小尺寸的器件“放大”到面积更大的模组，希望能在2025年可以依托天开园的好政策，推动项目最终在天津落地发展。（津云新闻记者段玮）
新闻链接：https://www.app2020.tjyun.com/cms_sys/cms_template/000/000/093/index.shtml?_oid=oX6ro0W3uiTmALDgQ6LNuXQdwG4c&level=0&scene=&userId=null&jsonUrl=https://static20.app2020.tjyun.com/jyapp/cms_mob/v200/cms_news/000/000/057/986/000000057986487_f6f443b2.json&isRedirect=true&jy_uid=310967672&from_oid=&newsId=057986487&appId=1b8b3255-58d4-4ba7-b0f7-9d136547eb38&resourcesUrl=https://static20.app2020.tjyun.com/jyappv300/cms_mob/v200/cms_oth/chan.json&showFunHead=1&state=STATE
|
