中国科学院上海硅酸盐研究所：钙钛矿太阳能电池“破局”城市可再生能源利用困境

　　中新网上海新闻11月17日电(樊中华)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，然而受应用场景和成本因素限制，太阳能始终难以成为普及使用的能源。在“30·60”双碳目标下，太阳能是否有机会扬长避短，真正成为未来最理想的自然能源?

在日前于沪上举办的2023全球“未来产业之星”大赛上，中国科学院上海硅酸盐研究所为太阳能的高效利用绘制了这样一幅“未来图景”：钙钛矿太阳能电池可实现光伏建筑一体化(BIPV)和光伏交通一体化(VIPV)，它可以被集成到建筑物的外墙、窗户、屋顶等，实现光伏建筑一体化，使建筑物这一能源消费大户同时成为可再生能源的生产者，打造近零能耗建筑，实现建筑用能的自给自足;它可以铺设在新能源汽车的表面，使光伏发电成为汽车的动力电源，从而使基于锂离子电池的新能源车既实现零排放，又实现零能耗。

　　光伏建筑一体化应用示范

　　“钙钛矿太阳能电池具有高效率和低成本的特点，可以在不同基底上制造或集成，为多种应用场景提供了可再生能源解决方案。因此，它是下一代太阳能电池中的代表性技术。”中国科学院上海硅酸盐研究所研究员杨松旺告诉记者，在最终应用端，钙钛矿太阳能电池有望解决光伏、建筑、物联网、汽车、航天等多个领域的产业痛点问题。

他举例，在光伏领域，晶硅电池在降本增效的过程中，很快将面临效率的极限问题，如果与钙钛矿电池构成叠层电池，将突破晶硅电池的理论效率极限，使得光伏产业的降本增效之路得以延续。

　　钙钛矿电池分布式发电示范系统(最佳倾角安装)

　　在建筑领域，如上海这样的大城市，光伏安装可利用的屋顶资源非常有限，迫切需要安装立面也具有高效率的新型光伏电池。钙钛矿电池对光照角度依存性小，非常适合立面安装，技术经济性高，因此它有望解决城市可再生能源利用的困境。

　　在物联网领域，钙钛矿电池的弱光发电特性，使其可以实现低功耗物联网传感器的自供电运行，解决天量的物联网传感器频繁更换电池的难题，降低运维成本。

　　在汽车领域，柔性轻量化的钙钛矿电池可以铺设在车身实现光伏发电，为锂离子电池充电，从而使得目前的新能源车既实现零排放，又实现零能耗。

　　在航天领域，柔性轻量化钙钛矿电池不但重量轻、成本低，而且可弯曲，将大大降低航天发射和太空探索的成本，推动商业航天的快速发展。

杨松旺同时指出，当前，这一技术在推进大规模产业化落地过程中也面临着挑战，如电池的户外长期运行稳定性仍缺乏数据支撑，以及大面积电池效率不高等问题。

　　钙钛矿电池分布式发电示范系统(垂直安装)

　　杨松旺表示，在未来能源领域，上海在研发、应用及产业链等方面有诸多优势。“上海是我国科技创新的重要中心，诸多的高校、科研院所和创新企业为未来能源领域的技术研发提供了坚实基础。此外，上海在推动新技术应用示范方面一直走在前列，提供了一系列政策支持;在产业链上，作为全国经济中心，上海产业结构多元，容易实现产业链上下游的配套发展和协同推进，形成创新生态，实现多元化的创新和合作，推进新型能源产业集群建设。”

　　杨松旺坦言，作为科研院所，此次积极参与这一国际化赛事，是希望“把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”，用最新的研究成果为推动未来新兴产业的培育和发展贡献力量。

　　他认为，在未来能源领域，国际合作十分必要，一是可促进全球能源治理，共同应对气候变化，实现全球气候目标;二是可加速能源技术的创新和成果转化;三是可促进能源资源共享和互补，实现资源高效利用，降低能源成本;四是有利于维护供应链稳定，提升能源安全水平;五是有助于能源知识的共享和人才的培养。

　　如何进一步完善创新生态，支持未来能源产业的长远发展?杨松旺建议，一是应多渠道加大对该科技创新的投入，鼓励企业加强自主创新，提高企业的核心竞争力;二是政府应牵头搭建跨学科、跨界别的创新合作平台，促进学术界、产业界和政府之间的合作，共同推动科技创新的跨领域融合;三是应加强产学研用合作，提供更多的项目资助和技术转化支持，促进科研成果的产业化，推动应用示范;四是应加强创新创业生态系统的建设，加强对产业生态的引导和规范，提供孵化器、加速器等创业服务，为成果转化和企业发展提供更好的政策支持。(完)