钙钛矿光伏发展历史

钙钛矿矿物的发现

👤 古斯塔夫·罗斯（Gustav Rose） · 柏林大学

德国矿物学家古斯塔夫·罗斯（Gustav Rose）在俄罗斯乌拉尔山脉发现了一种未知矿物——钛酸钙（CaTiO3），并以俄国矿物学家收藏家列夫·佩罗夫斯基伯爵（Count Lev Perovski）的名字命名为'钙钛矿（Perovskite）'。这一命名后来被用于描述所有具有ABX3晶体结构的化合物。

首个合成卤化物钙钛矿

👤 霍勒斯·韦尔斯（Horace L. Wells） · 耶鲁大学

耶鲁大学谢菲尔德科学学院的霍勒斯·韦尔斯（Horace L. Wells）合成了首个基于铯和铅的卤化物钙钛矿，开启了人工合成钙钛矿的历史。

首个有机-无机杂化钙钛矿

👤 迪特尔·韦伯（Dieter Weber） · 斯图加特大学

德国斯图加特大学的迪特尔·韦伯（Dieter Weber）发现了首个有机-无机杂化卤化物钙钛矿，将三甲基铵离子引入铯铅卤化物体系，形成了一类新型化合物（HOIP）。这一发现为后来的钙钛矿太阳能电池奠定了材料基础。

首篇钙钛矿光伏论文发表

👤 宫坂力（Tsutomu Miyasaka） · 桐荫横滨大学

日本桐荫横滨大学宫坂力（Tsutomu Miyasaka）团队首次将有机铅卤化物钙钛矿用作染料敏化太阳能电池的光敏化剂，实现了3.8%的光电转换效率。尽管效率低且稳定性差，但这篇论文开创了钙钛矿光伏的先河，迄今引用超过25,000次。

效率提升至6.5%

👤 朴南圭（Nam-Gyu Park） · 成均馆大学

韩国成均馆大学朴南圭（Nam-Gyu Park）团队在宫坂力工作的基础上，优化了TiO2介孔层和钙钛矿沉积工艺，将效率提升至6.5%。但液态电解质导致的稳定性问题仍未解决。

固态钙钛矿太阳能电池突破

👤 亨利·斯奈思（Henry Snaith） · 牛津大学

英国牛津大学亨利·斯奈思（Henry Snaith）团队发现，用固态空穴传输材料spiro-OMeTAD替代液态电解质，钙钛矿可以保持稳定。他们还发现无需介孔TiO2支架，钙钛矿本身即可传输电子和空穴，实现了超过10%的效率，发表于《科学》杂志。这一突破引发了全球钙钛矿光伏研究热潮。

效率突破15%，多种制备工艺涌现

👤 米歇尔·格拉策尔（Michael Grätzel） · 洛桑联邦理工学院（EPFL）

Burschka等人（Grätzel团队）开发了两步溶液法沉积技术，实现超过15%的效率；Liu等人通过热共蒸发工艺实现15%效率的平面型器件；Malinkiewicz等人展示了p-i-n反型结构（12%）。钙钛矿光伏进入多技术路线并行发展阶段。

效率突破20%，NREL认证

韩国KRICT（韩国化学技术研究院）实现了20.1%的认证效率（NREL），成为首个突破20%的钙钛矿太阳能电池。加州大学洛杉矶分校杨阳（Yang Yang）团队宣称19.3%的平面薄膜效率。钙钛矿电池效率已与多晶硅相当，引发工业界广泛关注。

钙钛矿被评为最快进步光伏技术

《科学》杂志将钙钛矿太阳能电池列为2016年度十大科学突破之一。效率从2009年的3.8%提升至2016年的22%以上，仅用7年时间完成了晶硅50年才走过的效率提升路程。稳定性和铅毒性成为产业化的核心挑战。

钙钛矿-硅叠层电池兴起

牛津光伏（Oxford PV）等公司开始专注于钙钛矿-硅叠层太阳能电池，理论效率上限约45%。叠层路线被认为是突破单结Shockley-Queisser极限（33.7%）的最可行路径。中国企业开始布局钙钛矿产业化研究。

全钙钛矿叠层电池突破

👤 谭海仁 · 南京大学

南京大学谭海仁（Hairen Tan）团队在全钙钛矿叠层太阳能电池领域取得重要突破，发表于《科学》杂志。通过宽带隙/窄带隙钙钛矿双结叠层设计，实现了24.8%的认证效率。谭海仁成为全钙钛矿叠层领域的核心人物，多次刷新世界纪录。

钙钛矿-硅叠层效率达29.8%

德国亥姆霍兹柏林中心（HZB）实现了29.8%的钙钛矿-硅叠层认证效率，创当时世界纪录。同年，牛津光伏（Oxford PV）宣布其钙钛矿-硅叠层组件效率达29.52%。协鑫光电（GCL Perovskite）在中国建立首条钙钛矿中试线，中国产业化进程加速。

三位先驱获Rank Prize，中国中试线建成

👤 宫坂力、朴南圭、亨利·斯奈思

宫坂力、朴南圭、亨利·斯奈思三人共同获得英国Rank Prize（光电子学领域），表彰其对钙钛矿光伏的奠基性贡献。中国方面，仁烁光能建成全球首条10MW全钙钛矿叠层研发中试线；协鑫光电、纤纳光电等企业加速布局。

单结效率达26.1%，中国量产线投产

中国科学技术大学（USTC）团队实现了26.1%的反型钙钛矿太阳能电池认证效率，超越26%里程碑。仁烁光能150MW量产线投产，成为全球首个规模化量产全钙钛矿叠层组件的企业。协鑫光电大面积组件效率持续提升，钙钛矿产业化进入实质阶段。

全钙钛矿叠层效率达28.2%，GW级产线规划

👤 谭海仁 / 隆基绿能团队

谭海仁团队（南京大学/仁烁光能）将1.05cm2全钙钛矿叠层电池稳态效率提升至28.2%，再次刷新世界纪录。隆基绿能（LONGi）实现钙钛矿-硅叠层效率34.6%，创单结叠层效率世界纪录。中国多家企业宣布GW级产线规划，2025年被定义为'钙钛矿GW量产元年'。

GW级量产元年，效率纪录持续刷新

隆基绿能钙钛矿-硅叠层效率达34.85%（NREL认证），创新纪录。仁烁光能、杭州柯林、中核光电等GW级产线陆续落地。单结钙钛矿效率达27%，三结叠层达35.3%。三位先驱宫坂力、斯奈思、朴南圭获NIMS Award 2025。钙钛矿光伏正式进入产业化规模扩张阶段。