南京大学谭海仁教授团队与仁烁光能校企协作，开发"气体淬火辅助的原位涂层技术"解决柔性钙钛矿成膜缺陷问题，提升光电转化效率并实现工业级量产，推动柔性光伏技术从实验室走向市场。
在南京大学仙林校区的实验室里，2021级直博生李曼亚盯着眼前的柔性钙钛矿薄膜，指尖轻轻划过泛着淡蓝色光泽的表面——这片不足手掌大的薄膜，承载着她与导师谭海仁教授团队三年的心血，也藏着我国柔性光伏技术突破的关键密码。8月22日，国际顶级期刊《自然—光子学》刊发的论文中，他们提出的"气体淬火辅助的原位涂层技术"，让柔性钙钛矿光伏电池的光电转化效率首次逼近刚性钙钛矿的"天花板"，更让产业界看到了"卷起来"的柔性光伏从实验室走向生产线的可能。
一、柔性钙钛矿：光伏界的"潜力股"与"拦路虎"
在新能源赛道上，钙钛矿光伏电池早已被称为"下一代光伏技术的王者"。与传统晶硅电池相比，它具有重量轻（厚度仅0.5毫米）、制备温度低（150℃即可成膜）、柔性可弯曲等颠覆性优势。想象一下，未来的太阳能板可以像墙纸一样贴在建筑外立面，或者像帐篷布一样折叠收纳，甚至集成到新能源汽车的车顶——这正是柔性钙钛矿光伏电池描绘的能源新图景。
但理想很丰满，现实却很"骨感"。目前市面上主流的钙钛矿光伏电池多以玻璃、硅片等刚性基板为载体，虽然光电转化效率已突破25%（接近晶硅电池的成熟水平），却完全失去了"柔性"的灵魂。而以塑料、金属箔等柔性基板制备的钙钛矿薄膜，却因材料缺陷多、成膜均匀性差等问题，光电转化效率始终徘徊在15%以下，成为阻碍产业化的"拦路虎"。
"问题的核心在于柔性基板与钙钛矿薄膜的界面匹配。"谭海仁教授解释道，"玻璃基板的表面能高，钙钛矿分子能均匀附着；但柔性基板的表面能低，溶液涂覆时容易出现'咖啡环效应'（边缘厚、中间薄），导致薄膜缺陷密布。"这些问题不仅影响光电效率，更会让电池在弯曲时出现裂纹，直接缩短使用寿命。
二、实验室里的"煎饼革新"：从"预混添加剂"到"原位修复"
2021年，李曼亚加入谭海仁团队时，团队已在钙钛矿领域深耕十年。此前，他们开发的多项刚性钙钛矿技术已实现量产，但柔性钙钛矿的产业化始终卡在"成膜"这一关。"我们试过各种添加剂，比如在钙钛矿溶液中提前加入聚合物，试图修复缺陷。"李曼亚回忆，"但就像做蛋糕时提前加面粉——面粉在面糊里已经混合均匀，等烤的时候反而无法针对性填补气泡。"
转机出现在一次偶然的观察中。李曼亚注意到，实验室里的师兄师姐用"旋涂法"制备钙钛矿薄膜时，溶液在离心力作用下会形成边缘厚、中间薄的圆环。"这和摊煎饼多像啊！"她突然想到，"煎饼刚摊好时，面糊是液态的，这时候如果有工具能精准修补表面的凹陷，等面糊凝固，缺陷就被永久固定了。"
这个"煎饼理论"成了技术突破的起点。团队尝试调整工艺顺序：先将钙钛矿溶液均匀涂覆在柔性基板上，在气体淬火（通过惰性气体快速降温）条件下，趁薄膜表面仍处于液态时，精准喷洒添加剂。"就像在煎饼还软的时候，用刷子补上小坑。"李曼亚解释，"这时候添加剂能直接渗透到缺陷处，与钙钛矿分子反应，形成更致密的结构。"
实验室的显微镜下，这一创新带来了惊人变化：原本布满裂纹的柔性薄膜变得光滑平整，缺陷密度降低了80%以上。2023年初，团队在南京大学的实验室里，成功制备出光电转化效率达23.8%的柔性钙钛矿薄膜——这是当时全球柔性钙钛矿电池的最高水平，与刚性钙钛矿的量产效率（25%）仅差1.2个百分点。
三、校企"双向奔赴"：从实验室到生产线的"最后一公里"
但实验室的成功不等于产业的落地。当团队试图将工艺放大到工业级设备时，新的问题出现了：基板平整度的微小波动、涂层速度的细微差异、气体流量的不稳定，都会导致薄膜出现局部缺陷。"实验室的旋涂机转速可以精确到0.1转/秒，但工厂的狭缝涂布机转速是10转/秒，误差放大了100倍。"李曼亚说。
2023年，南京大学与仁烁光能（苏州）有限公司共建"钙钛矿光伏校企联合实验室"，开启了"高校攻基础、企业解工艺"的深度协作。谭海仁教授带领的科研团队与企业工程师组成"联合攻关小组"，每周两次往返南京与苏州，在车间里测试工艺参数，在实验室里优化材料配方。
"最难忘的是去年冬天的一个深夜。"仁烁光能的研发总监王强回忆，"当时工厂的涂布机总是出现'漏涂'，团队连续调试了72小时，终于发现是气体流量传感器在低温下漂移。我们连夜更换了耐低温传感器，第二天生产线就跑通了。"
这种"问题不过夜"的协作模式，让技术转化效率大幅提升。2024年，联合团队成功将原位涂层技术移植到工业级狭缝涂布设备上，实现了800多平方厘米柔性基板的一次成型制备。经第三方检测，这片"巨型"柔性钙钛矿薄膜的光电转化效率达22.5%，缺陷密度仅为0.3个/平方厘米——各项指标均达到量产要求。
四、未来已来：柔性光伏的"卷王"时代
站在仁烁光能的生产车间里，李曼亚看着自动化生产线上的柔性钙钛矿薄膜缓缓卷出，心中感慨万千："三年前，我们还在实验室里用镊子夹着小玻璃片做实验；现在，机器每小时能卷出50米长的柔性电池。"
谭海仁教授表示，下一步团队将重点攻关"大面积、高效率、低成本"三大目标："我们计划在2025年底前，实现1平方米柔性钙钛矿电池的量产，光电转化效率突破24%；同时通过与光伏组件企业合作，开发'柔性+刚性'复合组件，让柔性光伏既能贴在曲面建筑上，也能与现有晶硅组件搭配使用。"
对于产业界而言，这项突破意味着什么？中国光伏行业协会副秘书长刘译阳分析："柔性钙钛矿光伏电池的量产，将打开'建筑光伏一体化（BIPV）'、'移动能源'等新市场。预计到2030年，全球柔性光伏市场规模将超过5000亿元，我国有望凭借技术优势占据30%以上的市场份额。"
从实验室的"煎饼实验"到生产线的"卷王"设备，从高校的基础研究到企业的量产突破，这场跨越三年的校企协作，不仅破解了柔性钙钛矿的"量产密码"，更诠释了"把论文写在祖国大地上"的科研初心。当柔性光伏真正"卷"进我们的生活，或许我们会忘记它的"技术标签"，只记得——阳光，正以更温柔的方式，照亮每一个角落。