中国团队突破柔性钙钛矿电池技术瓶颈，校企协作加速产业化

近日，南京大学谭海仁教授牵头的研究团队在柔性钙钛矿叠层光伏电池领域取得重要进展。团队开发的“气体淬火辅助的原位涂层技术”，显著缩小了柔性钙钛矿电池与刚性电池的光电转化效率差距，为推动钙钛矿技术产业化扫清了关键障碍。相关成果已于8月22日发表于国际顶级学术期刊《自然—光子学》，目前实验室成果正在企业进行转化与中试。

从“刚性”到“柔性”：钙钛矿产业化的“拦路虎”

钙钛矿是新一代光伏技术的核心材料，相比传统晶硅，具有重量轻、易制备、可弯曲等天然优势，被视为柔性光伏器件的理想选择。然而，长期以来，钙钛矿薄膜的制备主要依赖玻璃等刚性基板——尽管刚性钙钛矿电池的光电转化效率已接近成熟晶硅电池，却未能充分发挥钙钛矿的“柔性”潜力。

与此同时，以塑料为基板的柔性钙钛矿薄膜一直面临“缺陷多、效率低”的难题：薄膜在制备过程中易产生裂纹、孔洞等缺陷，导致光电转化效率难以提升，成为阻碍钙钛矿产业化的“卡脖子”问题。

“摊煎饼”带来的灵感：精准修复薄膜缺陷

“做新工科基础研究，要从产业中找问题，再回到产业去解题。”谭海仁教授始终秉持这一理念。2021年，他创办仁烁光能（苏州）有限公司，推动钙钛矿成果转化；同年，天津姑娘李曼亚作为南京大学2021级直博生加入团队，接手柔性钙钛矿课题。

李曼亚研究发现，学术界此前修复缺陷的主流方法，是将添加剂提前混入钙钛矿溶液，但“添加剂本该在缺陷出现后‘精准修复’，而非提前‘待命’”。她用“摊煎饼”生动比喻：钙钛矿溶液如同面糊，涂在基板（类似“鏊子”）上后，高温蒸发使钙钛矿结晶生长，此时缺陷（如煎饼的裂纹、孔洞）随之产生。“若添加剂已混在面糊里，就像‘提前放调料’，无法精准修复后续出现的‘破洞’。”

基于此，团队创新提出“气体淬火辅助的原位涂层技术”：先在基板上涂布钙钛矿溶液，在气体淬火条件下，趁薄膜表面仍湿润时精准添加添加剂，实现缺陷的“即时修复”。2023年，该技术在南京大学仙林校区实验室取得成功，薄膜平整度显著改善，缺陷大幅减少。

校企“双向奔赴”：从实验室到生产线的跨越

实验室成功只是第一步，要制造大面积柔性电池，还需克服工业生产的“放大难题”：基板平整度、涂层速度、气体流量的微小波动，都可能影响薄膜质量。为此，2023年南京大学与仁烁光能共建“钙钛矿光伏校企联合实验室”，双方互派人员、联合办公，每日会商解决问题。

这两年，谭海仁、李曼亚等师生频繁往返南京与苏州：在企业车间测试工艺，发现问题后立刻返回高校实验室探索方案，形成“发现问题—实验室攻关—生产验证”的闭环。今年，校企联合团队终于将原位涂层技术成功转移到工业级狭缝涂布设备上，实现了宽带隙钙钛矿薄膜在800多平方厘米柔性基板上的“一次成型”，大面积制备难题迎刃而解。

未来展望：推动柔性钙钛矿电池迈向市场

谭海仁表示，团队将继续深化“基础研究突破—中试放大—产业转化”的校企协作模式，重点攻关更大面积、更高效率的柔性钙钛矿电池，加速技术成熟与市场化应用。这一突破不仅为柔性光伏（如可穿戴设备、建筑一体化光伏）提供了关键技术支撑，更彰显了“产学研用”协同创新在推动前沿技术落地中的核心作用。