柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率再獲突破 車載光伏商業(yè)化加速

    本報記者 殷高峰

    近日，《證券日報》記者從隆基綠能科技股份有限公司（以下簡稱“隆基綠能”）獲悉，該公司聯(lián)合蘇州大學(xué)、西安交通大學(xué)等研究團隊在硅基疊層電池研究方向有了重要進展，其研發(fā)的商業(yè)尺寸硅片級柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池效率達29.8%。該電池效率獲德國弗勞恩霍夫太陽能研究所認證，成為全球首個獲權(quán)威認證的該類型電池效率世界紀錄。這一成果近日在線發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Nature》上。

    “這項突破為柔性晶硅—鈣鈦礦疊層電池在空間光伏、車載光伏等輕質(zhì)高功率光伏場景的商業(yè)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。”隆基綠能首席科學(xué)家、中央研究院副院長徐希翔對《證券日報》記者表示。

    光伏電池技術(shù)再突破

    晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術(shù)通過融合兩種半導(dǎo)體材料，將理論效率大幅提高，是公認的新一代光伏技術(shù)。然而，其商業(yè)化一直面臨柔性與穩(wěn)定性難以兼顧的核心難題。

    傳統(tǒng)觀念認為，單晶硅是剛性脆性材料。研究團隊通過將硅片厚度降至60微米，使其具備柔韌性，彎曲半徑低于2厘米也不會破裂。但鈣鈦礦功能層在彎曲時易分層失效的問題，仍制約著其實際應(yīng)用。

    為此，研究團隊創(chuàng)新構(gòu)建了“疏松加致密”的雙層緩沖層結(jié)構(gòu)，其中疏松層能像彈簧床墊一樣吸收機械應(yīng)力，致密層則確保高效的電荷傳輸。這一設(shè)計有效化解了應(yīng)力緩沖與高效傳輸?shù)拿堋?/p>

    基于該技術(shù)，研究團隊研制出厚度僅60微米的超薄全硅片柔性疊層器件。該器件不僅實現(xiàn)了近30%的轉(zhuǎn)換效率，還可對折，彎曲半徑僅1.5厘米，重量不到4.4克，單位重量功率高達1.77瓦/克。

    同時，在實驗室小尺寸上，團隊研發(fā)的超薄晶硅—鈣鈦礦疊層電池小面積器件效率經(jīng)美國國家可再生能源實驗室（NREL）認證達到33.4%。

    “研究工作充分展示了該疊層電池結(jié)構(gòu)在效率和抗彎曲疲勞性的優(yōu)越性，以及它未來的應(yīng)用潛力。”徐希翔表示。

    “轉(zhuǎn)換效率30%可以說是車載光伏大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的一個臨界點，隆基綠能和高校的這一聯(lián)合攻關(guān)成果有望加速推動車載光伏的商業(yè)化進程。”萬聯(lián)證券投資顧問屈放在接受《證券日報》記者采訪時表示，車載光伏的大規(guī)模商業(yè)化將推動汽車從“能源消耗者”向“移動發(fā)電站”轉(zhuǎn)型，未來有望重塑汽車的能源生態(tài)。

    車載光伏商業(yè)化加速

    據(jù)《證券日報》記者了解，車企也在積極推動車載光伏的發(fā)展。比亞迪股份有限公司（以下簡稱“比亞迪”）推出的智能太陽能車頂技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在2025款漢DM-i與秦PLUS DM-i車型上。該項技術(shù)的核心是比亞迪自研的異質(zhì)結(jié)電池（HJT）方案，通過納米級蝕刻工藝，將光電轉(zhuǎn)換效率提升至23.18%，在理想光照條件下，車輛靜置八小時即可補能50公里至70公里。

    重慶長安汽車股份有限公司也在今年推出了一項“新型透明光伏車身”創(chuàng)新技術(shù)，每天補能里程可達20公里至50公里，可覆蓋日常通勤，還可實現(xiàn)防曬隔熱、隨溫變色等功能。

    “更高的轉(zhuǎn)換效率，更大的面積才能有更高的功率，補能功能才能更強，也才能進一步降低成本，這些需要產(chǎn)業(yè)的協(xié)同推動。”屈放表示，隨著晶硅—鈣鈦礦疊層電池技術(shù)、柔性光伏材料與智能能量管理系統(tǒng)的協(xié)同進化，車載光伏的商業(yè)化進程將進一步加快。

    按照比亞迪的規(guī)劃，到2027年，光伏組件將覆蓋車頂、機蓋、車門、玻璃等6平方米曲面，系統(tǒng)功率將提升至2千瓦，目標(biāo)實現(xiàn)“一周不充電”；更長遠的布局中，還將引入柔性鈣鈦礦電池，將更多車身外表面轉(zhuǎn)化為高效發(fā)電面板，日充電量目標(biāo)達到200公里。

    “從商業(yè)化的前景看，隆基綠能和高校團隊的這一成果，將進一步推動車載光伏大規(guī)模商業(yè)化的進程。”屈放表示，車載光伏的應(yīng)用場景廣闊，隨著車載光伏經(jīng)濟性提升，不僅僅是乘用車，預(yù)計未來在物流、冷鏈、應(yīng)急供電等領(lǐng)域?qū)⑿纬梢?guī)?；瘧?yīng)用，并最終形成“萬車皆可光伏”的格局。

（編輯 賀?。?/p>