□ 南京日报/紫金山新闻记者
王婷婷 徐宁
通讯员 鼓发
创新故事
30多年前,在江西赣州,一个农村娃儿望着煤油灯燃起的微光,在内心埋下了“追光”的种子:“要是家里能有更亮的光就好了。”30多年后,他和团队成员在全钙钛矿叠层太阳能电池领域成功填补了国内技术空白,让曾经“追光”的梦想走进了现实。他就是南京大学教授谭海仁。在4月27日举行的全国工业和信息化系统先进集体、劳动模范和先进工作者表彰大会上,谭海仁获评“全国工业和信息化系统劳动模范”称号。
作为下一代光伏发电技术,钙钛矿太阳能电池具备高创新、高效率、绿色环保的特点,可以将光能转化为绿色电能,用清洁能源照亮可持续发展的未来。作为“85后”年轻科学家,谭海仁自2018年从国外学成归来后,凭借满腔热忱潜心科研,深耕光伏,短短6年便取得了斐然成就——2021年,获江苏省“双创团队”领军人才;2022年,团队斩获中国科学十大进展;2023年,获国家杰出青年科学基金;2024年,获中国青年五四奖章,同年带领的课题组在全钙钛矿叠层太阳能电池领域取得了新突破,相关研究成果也在《Nature》(《自然》杂志)上成功发表。
“在博士研究生阶段,我从事的是传统硅太阳能电池研究,实际上它的转换效率已经达到了物理瓶颈。因此,博士毕业后,我决定切换到新的研究领域,即现在的钙钛矿太阳能电池。”谭海仁在荷兰代尔夫特理工大学博士毕业后,前往多伦多大学继续开启博士后研究,其所在实验室的重要研究方向便是钙钛矿光电子材料和器件。
博士后出站后,谭海仁没有丝毫犹豫,儿时心中的那束“光”照亮了前方的路——“回国,发展国内的光伏产业”。2018年3月,他回到国内,选择在南京大学任教。
在南京大学,他组建了“能源光电材料与器件”课题组,带领团队向着高效稳定全钙钛矿叠层太阳能电池这一颠覆性低碳技术发起冲锋。
梦想坚定,但困难却接踵而至。
实验室研究人员短缺、科研经费紧张……那段时间,谭海仁带领近20人的团队每天三分之二的时间都泡在实验室里,花费了整整一年的时间,其间他也记不清自己经历了多少次实验失败。2020年,谭海仁率领团队制备出大面积全钙钛矿叠层电池,光电转换效率高达24.2%,刷新了叠层电池效率的世界纪录。
初蕊绽而百花随。
26.4%、28%、29.1%、30.1%……在接下来的4年里,谭海仁和团队成员们一鼓作气,实验数据不断超越自我,一次次刷新世界纪录。
南京“研”值
目前,我市初步形成了以先进金属材料、化工新材料、电子信息材料、高性能膜材料、绿色建材等为代表的新材料产业体系。同时,产业集聚态势日益显现,全市初步形成“一核多点”的产业布局。其中,江北新材料科技园化工新材料占全市新材料比重超过30%,南京经开区电子信息材料、浦口区膜材料以及江宁区、溧水区先进有色金属材料等也初具规模。
2024年,南京市牵头的苏南特钢材料集群入选国家先进制造业集群。在重点新材料领域,全市已形成了一批特色鲜明、知名度高、竞争力强的上市公司和品牌企业,打造了10家国家制造业单项冠军企业和46家国家级专精特新“小巨人”企业。目前,全市上下正奋力将南京打造成为国内重要的新型材料产业基地,力争2025年全市新型材料产业产值突破2500亿元。
产业科普
新型材料是产业发展的战略支点。在这个领域,随着研究不断深入,新的材料配方带来的新电池结构不断涌现,钙钛矿电池就是其中的代表。钙钛矿型太阳能电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池。