“27.32%！這一目標我們終于實現了！”日前，海南大學物理與光電工程學院的實驗室內響起了歡呼聲。該校新能源光電材料與器件團隊自主研發的鈣鈦礦太陽能電池，經中國國家光伏產業計量測試中心認證，穩態光電轉換效率達27.32%，這一數值超越了美國國家可再生能源實驗室今年2月公布的26.95%效率紀錄，以及馬丁?格林太陽能電池效率統計表5月收錄的27.3%行業標桿值，標志著海南大學在第三代光伏技術領域躋身全球領先行列。
“點亮科技樹”
盡管海南大學新能源光電材料與器件團隊的成立剛滿一年，但團隊成員的的科研基因可追溯至2009年，當時鈣鈦礦材料首次被應用于第三代新型光伏領域。
海南大學研究員榮耀光和董碧桃回憶：“那時，鈣鈦礦電池的效率僅為3.9%，而團隊的大多數成員尚在攻讀研究生學位或從事博士后研究工作，然而，我們已經洞察到該技術的巨大潛力。”這一判斷源于團隊成員對技術發展規律的深刻洞察——鈣鈦礦技術完美繼承了染料敏化和有機光伏兩大前代技術積累的工藝與器件設計經驗。團隊成員、海南大學博士郭銳和鄭子威用“點亮科技樹”比喻：“就像游戲中解鎖分支技能，我們恰好站在前人搭建的平臺上。”
自2024年起，團隊致力于材料設計、合成、界面工程以及器件結構優化等核心問題的研究，持續在材料晶體結構的調控、界面缺陷的修復以及器件結構的創新方面進行深入探索。他們深知，科研的道路上沒有捷徑，唯有腳踏實地、持之以恒，才能在鈣鈦礦太陽能電池的研究道路上不斷突破。
如同手持不同拼圖的匠人
鈣鈦礦太陽能電池的效率突破，匯聚了物理、化學、材料、光電、信息等多學科人才。不同學科背景的成員們，如同手持不同拼圖的匠人，圍繞鈣鈦礦太陽能電池這一核心目標，各展所長，協同拼接出效率提升的完整畫卷。
交叉協作的前提是差異互補。在團隊組建之初，他們便依據科學問題對多學科人才進行合理配置。在攻克效率難題的過程中，物理學科成員從理論層面剖析光與物質的相互作用，為材料設計提供基礎支撐；化學學科人才致力于合成性能優異的鈣鈦礦材料，調控其晶體結構與缺陷特性；材料學科專家則專注于材料的加工成型與性能優化，確保其在器件中的適用性；光電學科成員負責構建高效的太陽能電池器件結構，提升光電轉換效率；信息學科人才引入大數據與人工智能技術，助力材料篩選與工藝優化。
團隊創新性地采用“平臺標準化，工藝流程與原創技術方案的雙螺旋協同創新”模式。一方面，打造標準化的制備平臺，利用工業機械手等自動化設備，減少人為因素干擾，確保實驗數據的可靠性與可復現性；另一方面，持續注入原創技術方案，如同在穩定的地基上逐層建造高樓，以新的分子設計、工藝改進等創新點，推動效率穩步攀升。從2024年9月的26.54%，到2025年年初的26.92%，直至如今的27.32%，每一次效率的提升，都是團隊成員無數日夜堅守、智慧碰撞的結晶。
給建筑貼上“光伏面膜”
想象一下，海南大學的校園建筑立面裝上薄如手機貼膜的鈣鈦礦“光伏面膜”，既能自發電、調節室內溫度，又不損建筑美感；防曬衣肩帶嵌入柔性鈣鈦礦太陽能電池，為游客的手機隨時補充電能，這些不再只是憧憬。
榮耀光表示，在科研領域，海南大學為鈣鈦礦光伏研究提供了嶄新的理論與技術范式。團隊發現環境濕度僅相差5%，便會顯著影響電池性能，這一量化發現為行業標準制定筑牢根基。目前，他們正與國家光伏產業計量測試中心等權威機構深入溝通，期冀將相關成果轉化為更精細的測試標準，推動鈣鈦礦電池在穩定性與環境適應性方面更上層樓。
產業維度上，該成果有望撬動光伏產業升級變革。據測算，若全國光伏平均效率提升1%，度電成本可降低5%至7%，一年多發電量相當于海南省2024年全年用電總量。海南在建的1吉瓦漁光互補項目中，相較行業主流25%效率產品，若應用該技術同等面積每年能多發20240萬度電，可滿足8萬戶居民年用電需求。同時，鈣鈦礦電池的柔性、輕質特性，解鎖了建筑光伏一體化、可穿戴設備等多元應用場景。生活層面，團隊正加速推進鈣鈦礦太陽能電池與醫療、農業等領域的深度融合。他們與真空玻璃技術專家合作，研發指甲蓋大小的鈣鈦礦紐扣電池集成裝置，有望為心臟起搏器等醫療設備提供“免充電”解決方案；定制透紅光光譜的柔性半透明鈣鈦礦太陽能電池用于水果大棚，既能智能調控棚內溫度與光線，又可提升果實糖度，真正讓清潔能源走進日常生活，改善民眾生活質量。
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