作为世界上最大的能源消费国，我国能源供需两端面临着巨大挑战。2017年，我国石油净进口量约为3.96亿吨，同比增长10.8%，增速比上年高1.2个百分点，对外依存度达到67.4%，较上年上升3%。根据相关测算，2018年，石油对外依存度将突破70%。天然气方面，2017年，我国天然气对外依存度高达39%。即便是煤炭资源富足，其自身也存在着深刻的结构性矛盾。面对如此严峻的能源供给形势，发展新能源刻不容缓。

光伏发电和储能技术是推动新能源革命的核心所在。十年前，我国的光伏产业落后于世界，原材料和市场都依赖于国外。而如今，光伏产业正引领我国新一轮能源革命。伴随着《智能光伏产业发展行动计划（2018-2020年）》的提出，中国的能源转型迎来了关键时期和发展机遇。近日，《千人》杂志对话南京大学教授谭海仁，请他从太阳能电池研发领域畅谈对我国光伏产业发展的看法和建议。

因梦想出发 为家国而归

“我在博士毕业的时候就决定要全职回国了。”电话拨通伊始，另一端就传来了谭海仁爽朗的声音。1986年出生的他性格十分开朗，在和记者交谈的过程中一直保持着亲切的语气，不时传来几声欢乐的笑声。“我小时候生活在一个比较偏僻的农村里，那个时候还是非常缺电的。在我小学三年级的时候，我们村庄里面才有电。那时候我就在想，一定要让所有人都用上电。”如今，在太阳能电池研发领域已颇有建树的谭海仁再回望这段岁月时，仍然觉得自己当时的选择是值得的。

大学时，谭海仁的专业是无机非金属材料工程，但是他对半导体材料和器件更感兴趣，于是在保送研究生的时候毫不犹豫地选择了中国科学院半导体研究所。在那里，谭海仁开始真正意义上从事太阳能电池研发工作。彼时正是我国光伏产业开始大力蓬勃发展的时期，但核心技术都掌握在欧美、日本、澳大利亚等发达国家手里，我国光伏产业的高端人才和先进技术十分紧缺。

“我觉得这是一个非常重要的研究，我们国家光伏产业这么大，它需要很多科研工作者不断地付出，不断地去提高技术，这也坚定了我选这个方向做研究的决心。”谭海仁说道，“做科研什么最重要？我觉得首先是兴趣爱好，其次要结合国家未来的发展方向。什么样的产业，什么样的方向是国家需要我们年轻人大力去研究去发展的，这是我们需要考虑的问题。” 就这样，谭海仁在今年3月又回到了祖国的怀抱，并到南京大学全职任教，希望通过自己的力量，为我国光伏发展出一份力。

太阳能电池研发领域的佼佼者：攻克多个研发难题

光伏发电技术主要体现在太阳能电池方面，谭海仁在新型薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池研究中取得了骄人的成绩。在多结硅基薄膜电池中，谭海仁通过非晶硅材料的能隙调节和引入陷光结构，实现子电池间的光电流匹配，获得了13.2%转换效率的非晶硅/有机聚合物杂化多结电池，属于同类型杂化多结器件报道的最高值；并且制备了高效稳定的基于全低温工艺的平面型钙钛矿太阳能电池，经权威第三方认证机构（Newport Corporation）认证的转换效率（小面积器件20.1%、大面积器件19.5%）为此前报道的平面型钙钛矿电池的世界最高值……

目前，太阳能电池市场竞争激烈，但新型薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池与其他太阳能电池相比仍然具备很大的优势。“第一，可以拓展光伏市场的应用范围。晶体硅太阳能电池效率很高，但是它没办法做成柔性的东西，也没办法实现自由卷曲。而薄膜太阳能电池除了可以做成常规的不可折叠的东西外，它还可以做成柔性的光伏产品，是可以弯曲的。这样就可以很好地应用到光伏建筑一体化领域里面，如可以铺在弯曲的墙面上，或不太平整、有折角的屋顶上。同时包括一些小规模发电的应用，比如太阳能充电伞，可移动的太阳能充电器，以及其他可折叠产品，这种新型薄膜太阳电池技术可以作为市场应用的一个良好补充。另外，薄膜太阳电池也可以用来做智能仓库，或者开拓一些新型的应用领域。第二，因为薄膜太阳电池原料的使用量比晶体硅电池低很多，它的制备技术可以采用非真空，或者是低成本的溶液法来制备，从理论上来说，我们可以获得一个成本更低的光伏产品。”在提到新型薄膜太阳能电池时谭海仁兴致勃勃地说道。

谭海仁认为，钙钛矿太阳能电池的制备温度非常低，工艺非常简单，在材料成本和制备成本上会比其他电池技术有更大的优势，完全可以实现大规模快速的工业生产，同时也可以满足柔性光伏产品的技术需要。“随着钙钛矿太阳能电池技术的发展，再过几年，它的转换效率很有可能跟晶体硅太阳能电池齐平。钙钛矿太阳能电池技术生产成本非常低，如果我们能把它的转换效率持续往上提高，我觉得将来即使不能替代硅，至少它也是高效率、低成本，可以和晶体硅太阳能电池相媲美的一种很好的光伏产品。”谭海仁期待地说道。

新型薄膜太阳能电池走入市场会对我国光伏产业和能源环境产生很大影响。晶体硅提纯是一个耗能非常大的过程，在制备的过程中对环境造成了很大负担。而钙钛矿太阳能电池制备温度非常低，制备工艺简单，二者的能源消耗比晶体硅太阳能电池要低很多，可以更好地保护环境，优化我国能源结构。若进行大规模应用后光伏产业就可以摆脱对政府补贴的依赖，靠市场经济来获得良性健康的发展。

而对于新型薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池能否顺利走入市场投入生产，谭海仁认为还存在一些问题：“目前晶体硅太阳能电池的效率已经很高，如何从技术上把薄膜太阳能电池的效率做到跟晶体硅太阳能电池的效率相当，还需要进一步研究。另外，钙钛矿太阳能电池本身含有铅，尽管从技术层面，铅是可控可回收的，对环境和人体不会有太大影响，但如何让普通老百姓从心里上接受这项新技术，需要我们在科普和新闻宣传上多做一些工作。”

光伏发电推动能源革命

“如何改善我国的能源安全环境，最好的办法就是发展新能源。能源革命，光伏是重头戏。”谭海仁表示，光伏发电相比于常规发电具有很大优势。从环境的角度来看，在我国常规发电主要是火力发电占主导，对环境的破坏比较大。从我国能源的安全性来讲，我国能源对国外依赖性比较大，尤其是石油和天然气。如果能通过光伏发电来产生新能源，在保护环境的同时，也可以提高我国能源安全性。从用户的角度来说，光伏发电还有其他优势，如可便携性。在一些偏远地方，常规电网要全覆盖的话成本比较高，而光伏发电可以实现低成本、分布式发电。

鉴于光伏发电的优势，近年来我国光伏产业规模不断扩大，这让谭海仁对我国光伏行业未来的发展充满信心。长期以来，我国光伏市场一直严重依赖国外，核心技术受限。国外的经济形势变化、行业政策调整、我国进出口政策改变以及外汇市场波动等因素都会给国内光伏行业的健康发展造成影响。值得欣慰的是，“政府很快就意识到这个问题，国家政策迅速得到调整。以前，国内的光伏企业主要靠引进国外技术生产；现在很多关键技术尤其是高效率晶体硅的技术和光伏设备的制造，都是国内自己慢慢在突破、在发展，大部分技术设备都能实现国产化，这是一个非常好的势头。我们不能走中国芯片发展的老路，在核心技术上不能受制于国外。这也是将来我们在国际市场上赢得先机的一个关键点。”

谈到对国内光伏产业发展的建议，谭海仁说：“首先，现在国内做太阳能电池研究的人很多，但是高校、科研院所的科研成果怎样应用到实际的光伏企业里面，中间缺少了技术孵化环节，如果在这一环节给予相关政策扶持会更好。这样就形成了从人才培养储备到技术研发、技术转化的整体道路，效果会更好。其次，在光伏市场应用方面要多开发一些途径。我们希望利用新能源发电，但是电发出来了却不能使用，中国电网没办法去收购，造成了浪费，这是一个比较大的问题。我们如何构建更加高效的智能电网，新能源发的电怎样能够及时被消纳，这还需要在技术方面更多地开发和提供支持。比如我们可以把电能转化成氢能，然后通过氢能做新能源汽车，或者直接把电能转化成化学能，制备一种高附加值的化工燃料等。总之，我们需要在新能源电能的利用方面下更多功夫。”

在谭海仁看来，我国光伏行业正在慢慢地朝着更加良性的方向发展。从国家层面来看，发展光伏是必然的，它对于我国高端制造业的发展和解决能源环境问题至关重要。从技术人才层面来看，近年来国家实施了很多人才引进政策，每年回国从事光伏研究的人很多，人才的储备越来越充足。我国太阳能电池的研发不断取得新进展，光伏产业的前景越来越明朗。作为新能源发展的重要方向，光伏必然带动全新的能源革命。