安徽
袁嵐峰：您自己研究的，主要是鈣鈦礦的太陽能電池是吧？
徐集賢：對。
袁嵐峰：但是了解多一點才發現，這個鈣鈦礦可能既不含鈣，也不含鈦，對吧？所以它到底是個什么東西呢？
徐集賢：鈣鈦礦，它相當于是一個俗稱，它的晶體結構是ABX3這種晶體結構的統稱。我們太陽能用的鈣鈦礦叫金屬鹵化物鈣鈦礦，它其實是個人造材料。
袁嵐峰：哦，大自然本來沒有的，是你們合成出來的？
徐集賢：是人工合成的，形成這樣的晶體結構。
袁嵐峰：因為我也學過一點固體化學，所以我知道有非常多的晶體結構。除了鈣鈦礦之外，比如說氯化鈉結構，比如說閃鋅礦結構，簡直是數不勝數。為什么你們做光伏的這么重視鈣鈦礦？
徐集賢：其實也不是我們重視，是我們遇到了。從晶硅以后還有三五族（半導體），這是一個標桿性的光伏材料，這些都是單晶材料，能耗比較高。要做單晶，它的制備條件也比較難。近三十年來，人們就在講，我尋找新一代的太陽能材料，最好能跟印報紙、攤煎餅一樣的難度，我們叫 kitchensink（廚房水槽），就是廚房化學的條件，這里面核心就是材料。
像我自己都做了兩三種光伏材料，我們為什么最近(研究)鈣鈦礦材料？因為我們發現這個鈣鈦礦材料它實際上是一個多晶材料，是多晶薄膜，它的厚度只有晶硅的幾百分之一。我們現在的薄膜只要五百納米到一微米就能把光大概吸完了，所以它的用料會很省。它的制備也就是溶液法，后面刮涂等，其實就很像攤煎餅一樣。它的制備溫度也就是一兩百度以下，整體來說，整個制備周期里面的能耗會降低很多。它的另一個神奇之處，就是它的效率也很高。我用最糙的材料和最糙的方法，單從效率層面已經和晶硅很接近了。
我2012年和2013年在博士期間，開始進入研究鈣鈦礦這個領域。很幸運，我第一個工作其實是一個理論第一性原理的計算。計算結果告訴我們說這個材料不一般，它的形成是很容易的，所以首先它是熱力學穩定的。第二個，做缺陷化學的計算，發現它很容易形成缺陷，這也和事實很符合。但是它形成的大部分缺陷竟然是不致命的缺陷，就是它的缺陷容忍度非常高。所以有了這個指導，我們就可以下決心說這個材料“天賦異稟”，是可以堅持做下去的。到了現在，我們實驗室做的器件可以達到26%、27%接近28%的水平。晶硅也是這個水平，其他新型太陽能電池的水平大概都是20%左右。其實做光伏產業還有科學家、科研人員前仆后繼做了很多路徑探索，目前探索到現在的鈣鈦礦，也是我們比較幸運。
中國的什么產業在世界上領先幅度最大？可能很多人會提名光伏。在二十年間，我們目睹這個產業從跟跑到領跑，從充滿質疑到勢不可擋。到現在，幾乎所有人都接受了新能源是中國的優勢，而光伏更是其中奠基性的優勢。
不過，光伏的科學原理可能大多數人還不十分了解。這其中核心的一點是，太陽光譜的特性導致，太陽能電池的能量轉換效率有個上限，大約是33%。
然而在這個上限提出之后，科學家們也不斷在尋求突破這個上限的方法，收獲了許多1 + 1 > 2類型的成就。我的同事、中國科學技術大學化學與材料學院徐集賢教授，就多次創造了多種太陽能電池的效率紀錄，尤其是在鈣鈦礦材料方面堪稱引領世界。今天，我們就來訪問徐集賢老師。
《錨點》節目中國科學技術大學科技傳播系副主任袁嵐峰對話中國科學技術大學化學與材料學院徐集賢教授，東方衛視2026年4月8日播出。本片為精彩片段之四，25分鐘的全片可見于上海廣播電視臺“看看新聞”網站（https://www.kankanews.com/detail/EnwNqgbVbQa）、app、視頻號以及嗶哩嗶哩（https://www.bilibili.com/bangumi/play/ep3529982）。
■錨點節目在嗶哩嗶哩上線了！
2025年1月1日，我和上海廣播電視臺合作的科學家對話節目《錨點》在東方衛視開播，每周三22:00播出。經常有朋友問全片回放在哪里看，以前唯一可看的地方是上海廣播電視臺的“看看新聞”網站，在其中搜“錨點”就可以看到。從11月5日開始，錨點節目在嗶哩嗶哩上線了！歡迎大家關注新開的“東方衛視錨點”賬號，歡迎大家在B站觀看錨點全片，在“東方衛視錨點”賬號或者我的賬號“袁嵐峰”或者B站紀錄片頻道都可以看到。真科學，真對話，歡迎大家來到錨點！
■ 作者簡介
袁嵐峰
中國科學技術大學科技傳播系副主任
中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心副研究員
科技與戰略風云學會會長
風云之聲
科學 · 愛國· 價值
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
