
“太阳光能够发电,那月亮光行不行?”“答案是肯定的,可以发出很少的电来。”这个看似天真的提问,源于武汉光电国家研究中心教授陈炜对钙钛矿太阳能电池无数次的实验,他证实了月光也能发电。但他看中的不是月光发电,而是“太阳能电池转换效率每提高1%,度电成本可下降10%~15%”这扇新世界的大门。

陈炜教授演示用手机蓝牙控制一款自研的钙钛矿时钟,可显示时间、日历、温度等,无需外部充电。
陈炜介绍,太阳能电池分为晶硅电池与薄膜电池,其中钙钛矿电池是薄膜电池领域内的佼佼者,也被誉为“下一代太阳能电池技术”。相较于占据主流市场的晶硅电池,钙钛矿电池理论效率更高,制备温度低、生产流程简单,量产成本有望大幅降低。
钙钛矿电池最大的缺陷是不够稳定。2015年10月29日,《科学》(Science)发表了陈炜的文章:《基于无机电荷抽取层的高效、稳定的大面积钙钛矿太阳能电池》。文章首次揭示了钙钛矿电池不稳定的内在原因,并提出了解决方案。通过持续改进钙钛矿薄膜的质量和组分,他带领团队不断突破转换效率的上限。“晶硅电池转换效率是27.8%,我们的钙钛矿电池已经逼近这个数值,这是一项世界纪录。”
2022年5月,专注于钙钛矿电池材料与技术的九曜光电在武汉留学生创业园成立,陈炜担任九曜光电首席科学家。2024年,武汉首块反式钙钛矿光伏组件在九曜光电成功下线。

钙钛矿光伏玻璃。
从实验室论文到产业化落地,陈炜用了整整十年。这期间,他始终坚持与真正落地实用化“较劲”,第一阶段选择瞄准太阳能弱光应用这一细分市场。“借助月光发电不是终点,而是一个崭新的起点。”他说。
经过15道工序,一块看似普通的导电玻璃,经涂抹钙钛矿溶液和多道工序干燥处理后,它便可进化成为一块太阳能电池。

工作人员正在生产钙钛矿光伏玻璃。
“真正有价值的技术不应只停留在论文里,应该从书架走上货架服务社会。”陈炜告诉记者,钙钛矿在弱光环境下效率远超晶硅,这正是他钙钛矿光伏技术走向实用化的第一个突破口。钙钛矿电池区别于晶硅的第一个差异化特点是无需太阳光,室内自然光或者电灯、烛光等弱光下也能发电,可以支持时钟、日历、超市电子价签、电子书墨水屏、物联网传感器等,都是他们正在攻入的应用场景。

陈炜教授团队研发的多款钙钛矿太阳能电池产品,有墨水屏电子相框、手写板、充电板等。
“今年我们的钙钛矿弱光小组件已量产达到日产1万片了。”1月22日下午,九曜光电首席科学家陈炜教授走出1500平方米的洁净车间,他兴奋地给记者报出了这一最新成绩。在他看来,日产1万片钙钛矿弱光小组件是里程碑。
“在钙钛矿室内光伏这一细分领域,我们的产量和技术指标都处于业内第一梯队”。陈炜对未来充满自信。目前,九曜光电的测试装备已进入宁德时代、京东方等头部企业供应链,钙钛矿电池产品也直面市场检验,实现了淘宝和微店直接面向消费端。
(长江日报记者杨佳峰 摄影:记者胡冬冬)
【编辑:丁翾】
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