南京大学现代工程与应用科学学院

教授、博士生导师

谭海仁

团队以“实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件”荣获

2022年度中国科学十大进展

 

成果介绍： 实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件

创世界纪录效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件
钙钛矿叠层太阳能电池具有低成本溶液处理的优势，在薄膜太阳能电池的大规模应用中显示出重要前景。但全钙钛矿叠层电池光电转换效率仍低于单结钙钛矿电池，其中窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷密度高，是制约提升叠层电池效率的关键瓶颈。南京大学谭海仁团队通过设计钝化分子的极性，提升其在窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷位点上的吸附强度，显著增强缺陷钝化，大幅提升全钙钛矿叠层电池的效率。经国际权威检测机构日本电器安全环境研究所（JET）独立测试，叠层电池效率达26.4%，创造了钙钛矿电池新的纪录并首次超越了单结钙钛矿电池，与市场主流的晶硅电池最高效率相当。该团队开发出大面积叠层光伏组件的可量产化制备技术，使用致密半导体保形层来阻隔组件互连区域钙钛矿与金属背电极的接触，显著地提升了组件的光伏性能和稳定性，实现了国际认证效率21.7%的叠层组件（面积20 cm2）。


谭海仁，南京大学现代工程与应用科学学院教授、博士生导师，入选中组部“海外高层次人才引进计划”、江苏省“双创人才”及“双创团队”领军人才。2008、2011和2015年先后从中南大学、中科院半导体研究所、荷兰代尔夫特理工大学获得本科、硕士和博士学位；2015-2018年加拿大多伦多大学博士后。长期从事新型光伏材料与器件的研究工作，包括钙钛矿太阳能电池、硅基太阳能电池及新型高效低成本叠层太阳能电池，钙钛矿叠层电池的世界纪录效率6次被业界权威的“Solar cell efficiency tables”收录。在Science、Nature、Nature Energy等学术期刊发表论文90余篇，引用1万余次，入选2021和2022年科睿唯安“全球高被引科学家”, 成果入选 “中国科学十大进展”、“中国光学十大进展”、“中国半导体十大研究进展”。担任《Communications Materials》、《Journal of Semiconductors》、《SCIENCE CHINA Materials》期刊编委，《Nanophotonics》、《Applied Physics Letters》等期刊客座编辑。

附：2022年度中国科学十大进展介绍

2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2022年度中国科学十大进展，以下10项重大科学进展入选：

1. 祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构

2. FAST精细刻画活跃重复快速射电暴

3. 全新原理实现海水直接电解制氢

4. 揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制

5. 实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件

6. 新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案

7. 实现超冷三原子分子的量子相干合成

8. 温和压力条件下实现乙二醇合成

9. 发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制

10. 实验证实超导态“分段费米面”

“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。

中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2022年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共同推荐多项科学进展，所推荐的科学进展皆是在2021年12月1日至2022年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。