李永舫：《第三代太阳能电池找准清晰的应用定位最重要》
作者：李永舫（中国科学院院士，苏州大学材料与化学化工学部特聘教授）
据介绍，目前的太阳能电池主要包括晶体硅（单晶硅、多晶硅）太阳能电池、无机半导体（铜铟镓硒、砷化镓等）薄膜太阳能电池、有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池等。现在晶体硅太阳能电池已经实现大规模商业化，其商业化模组电池的光电能量转换效率已经超过25%，工作寿命在25年以上，并且近年来晶硅太阳电池的成本也有显著下降，低于0.7元/瓦，是目前应用最广泛的太阳能电池类型。2014年至今，我国企业和研究机构晶硅太阳能电池实验室效率已打破纪录42次，目前我国晶硅太阳能电池的生产技术水平和生产能力都处于世界领先水平。晶硅太阳能电池已经成为中国创新发展除高铁之外的另一张“名片”。晶硅太阳能电池技术之外，目前无机半导体薄膜太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、有机太阳能电池相关的技术也在不断创新发展。以钙钛矿、有机太阳能电池为代表的第三代太阳能电池技术具有轻、薄以及可以制备成柔性器件等突出优点，在柔性太阳能电池方面与晶硅太阳能电池应用领域互补，在光伏建筑一体化、可穿戴和便携式能源以及室内光伏等方面具有重要应用前景。
尽管优势突出、应用潜力巨大，但目前钙钛矿、有机太阳能电池技术仍有许多难题待突破。钙钛矿太阳能电池的优点在于原材料成本低、可溶液加工、可制备成柔性器件，且效率高，目前实验室小面积器件最高效率超过26%，大面积器件效率可超过18%。钙钛矿材料同时具有激子束缚能小、扩散长度长、双极性传输等显著优点。但是要实现实际应用，目前需要解决大面积制备的批次重复性以及稳定性问题，其中稳定性是核心，这个问题不解决，就很难占领市场。构筑载流子输运效率高、缺陷复合少、稳定性好的活性层与界面层是未来实现高效率、高稳定性的钙钛矿太阳能电池的关键。在有机太阳能电池方面，我国的研究已从最初的跟随性研究到了引领有机光伏领域发展的阶段。中国学者从报道窄带隙有机小分子受体开始，引导和推动了有机光伏领域的发展，实验室小面积器件的光电转换率从10%左右提升到了最近的超过20%。“现在有机太阳能电池已经看到了实现应用的曙光，下一步应该在降低光伏材料和器件制备的成本、光伏材料的放大合成和光伏器件的大面积制备、柔性透明电极的低成本大规模制备、提高柔性有机太阳电池光伏性能和稳定性等方面继续努力，争取早日在我国实现柔性有机太阳能电池和半透明有机太阳能电池的商品化应用。
未来晶硅、钙钛矿、有机太阳能电池之间并不是竞争关系，而是互补关系，适用不同的应用场景。其中，大规模商业化的晶硅太阳能电池目前具有相对较高的能量转换效率、较好的稳定性和可靠性以及较低的成本，在市场上具有较强竞争力，适合在我国光照资源较好的西北地区进行大规模光伏电站建设。但晶硅太阳能电池制备过程中原材料的能耗大，产品整体是刚性的，且重量相对较重，并非所有应用场景都能适用。
作者介绍：
李永舫：高分子化学家，中国科学院院士，苏州大学材料与化学化工学部特聘教授、博士生导师，中国科学院化学研究所研究员。李永舫院士主要从事聚合物太阳能电池光伏材料和器件、导电聚合物电化学和半导体纳米材料等方面的研究，已发表研究论文500 多篇，国内外学术会议大会报告和邀请报告90多次。发表论文已被SCI他人引用17000余次，h-因子67。1998年获人事部授予中青年有突出贡献专家称号，1995年获国家自然科学奖二等奖（第二完成人）、2005年获北京市科学技术奖一等奖（第一完成人）、2012年获美国化学会授予高分子学术报告奖。2013和2014年分别入选汤森路透发布的全球Hottest Scientific Researchers 21人名单和Highly cited researchers材料科学领域147人名单。
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