“界面科学与高性能太阳电池”论坛摘要

一、基本情况

我国光伏领域经过几十年的发展,已构建了成熟的晶硅和III-V族多结技术体系,并形成了相应的民用和航空产业链,钙钛矿等新兴材料和叠层器件的创制亦处于国际领先地位。然而,光伏领域仍面临诸多挑战,如:器件效率难以大幅提升、大面积模组效率难以保持、空间辐照稳定性瓶颈难以突破等。在此背景下,2025年3月30日至31日在苏州召开了以“界面科学与高性能太阳电池”为题的科学与技术前沿论坛,深入研讨各类光伏体系的界面科学共性机制,以期促进新一代光伏材料和器件技术路线的形成,推动我国在该领域的可持续性发展和抢占科技制高点。

论坛由中国科学院院士包信和、李树深、杨德仁担任执行主席,汇聚了从事界面科学和太阳电池研究的130余名相关领域专家代表,围绕高性能光电转化材料与太阳电池应用,通过跨学科深度交流,致力于突破效率极限、开拓研发新范式,力争为我国清洁能源科技事业的发展贡献力量。

二、主要议题与讨论要点

杨德仁院士、施正荣教授、沈文忠教授、李振国总裁、孟庆波研究员和游经碧研究员受邀作大会报告,分别针对高效太阳电池用硅晶体材料、光伏产业发展崛起的密码和未来趋势、微纳薄膜表界面技术推动光伏产业发展、可持续的高效硅基光伏技术、薄膜太阳能电池的机遇与挑战以及钙钛矿高性能太阳电池面临的科学与技术问题6个主题进行了系统且深入的解读,并对光伏材料选择、表界面钝化方案、载流子输运机制解析以及光伏产业可持续发展方向等问题与参会专家进行了讨论。聚焦“晶硅和III-V族太阳电池”、“钙钛矿和新型化合物太阳电池”和“聚焦宽禁带、窄禁带和量子点在内的新概念太阳电池”三个议题,组织21位专家进行报告并开展专题研讨,深入剖析各领域的发展现状与未来挑战。在创新设立青年科学家主导的院士专家对话环节中,青年学者担纲主持,围绕高效太阳电池研发路径、新型技术突破瓶颈、产学研转化机制三大核心议题,与院士专家展开深度对话与研讨。

三、共识与见解

本次论坛组织专家专题研讨,形成以下共识:

  • 晶硅光伏通过技术创新实现可持续发展;
  • III-V族多结电池辐照损伤评估和加固技术成为当前空间电池亟待解决的问题;
  • 钙钛矿电池高效率与稳定性无法兼顾,亟需突破钙钛矿材料稳定性瓶颈;
  • 借助表界面科学研究方法,建立“原子-界面-器件”多尺度协同理论框架,有助于破解效率、稳定性、抗辐照等关键性能提升面临的难点问题;

针对当前光伏领域面临的科学问题,激发出以下相关见解:

  • 当代晶硅电池的抗辐照性能及其叠层电池的产业未来有待重新评估;
  • 建立多粒子耦合辐照实验平台助力空间电池辐照损伤评估;
  • 钙钛矿抗辐照机制有待进一步阐明,但坚守钙钛矿材料体系研究一定可以拨开迷雾见太阳;
  • 产业融合需要瞄准国家需求,更需要心胸开阔和整合能力;
  • 当前光伏产业面临的瓶颈技术问题需要解决,更需要有研究人员探究原始创新的叠层技术;