中国乐凯与天津大学深化产学研合作

　　一卷柔性薄膜，打开绿色能源新未来

　　近日，在中国乐凯集团有限公司，工作人员正在巡检柔性钙钛矿光伏电池组件清洗设备。田岚摄

　　一块薄如纸片的柔性薄膜，可弯折、可卷曲，还能将阳光转化为电能，这就是柔性钙钛矿电池。近日，由中国乐凯集团有限公司研发的35厘米×35厘米尺寸的柔性钙钛矿光伏电池组件，经第三方认证效率达到17.73%，再度刷新卷对卷技术路线的最高纪录。

　　这背后，是一场持续10余年的研发长跑，也是一次跨越津冀的协同攻关。

　　中国乐凯牵手天津大学，一改行业内普遍采用的片对片间歇式生产模式，创造性地将传承自彩色胶卷制造的卷对卷精密涂布技术嫁接到光伏领域，实现了从基材放卷到组件收卷的全流程卷对卷作业，从而大幅提升了生产效率与产品一致性，从根本上降低了规模化制造成本。

　　联合攻关

　　打通从实验室到生产线的“最后一公里”

　　近日，在乐凯钙钛矿电池中试车间外，一张张35厘米×35厘米尺寸的柔性钙钛矿光伏电池组件静静贴敷在墙面上，组件上的小灯闪闪发光。“通过实证，我们进一步验证柔性钙钛矿电池的稳定性。”乐凯研究院院长纪雪梅说。

　　乐凯与钙钛矿电池的结缘，始于2013年。彼时，第三代太阳能薄膜电池三条技术路线并行，染料敏化、有机薄膜受限于液态电解质和转化效率，发展空间有限；而钙钛矿电池效率快速突破至10%以上。乐凯果断转向这一赛道，并从一开始就锁定柔性方向，而非跟随主流的玻璃基底路线。

　　这份底气，来自乐凯从胶卷时代沉淀下来的涂层、成膜、微结构三大核心技术。“胶卷有14层功能层，钙钛矿电池是12层，二者复杂度相当。”纪雪梅说。从某种意义上讲，乐凯并非跨界者，而是在新领域干起了“老本行”。

　　然而，从跟踪研究到产业落地，横亘着一道道难关。钙钛矿电池各涂层均为纳米级别，最薄的透明涂层仅1至2纳米，肉眼不可见，仪器难观测，故障溯源难度极大。更要紧的是“放大”之痛：实验室级别的小器件，转化效率可达20%以上，可一旦面积放大，转化效率断崖式下跌。

　　转机出现在2023年。乐凯承接工信部项目，一面建设中试生产线，一面攻关实验室技术，研发力量捉襟见肘，亟需借智高校。几经接触，乐凯最终选定天津大学张飞教授团队。“张教授有海外顶尖科研机构工作经验，手握多项高水平研究成果。更重要的是，他希望把成果落地转化，与乐凯的诉求一拍即合。”纪雪梅说。

　　合作之初，分歧很快显现。高校擅长研发玻璃基底小尺寸器件，乐凯要做的是柔性大尺寸组件；科研看重“能做出来”，出现少数高点数据就代表存在技术可行性，企业则需要“批批都能做出来”，要取大量实验的平均水平。一个追求“峰值”，一个强调“均值”，磨合在所难免。

　　为此，乐凯派出技术人员定期前往天津大学，与高校科研人员一起研究大尺寸涂布工艺。到2024年年中，他们将大尺寸柔性组件转化效率从不足10%提升至16%。此后一年，乐凯依托天津大学输出的配方工艺，完成从实验室到企业小试的适应性调整，打通从实验室到生产线的“最后一公里”。

　　2025年底，乐凯建成了国内首条35厘米幅宽的全工序卷对卷中试线，成为柔性钙钛矿电池技术从实验室走向工厂的关键里程碑。

　　人才共育

　　让科研和产业“双向奔赴”

　　近日，乐凯实验室内，来自天津大学材料与化工专业的两位博士正在操作试验仪器。显示屏上，一道道谱线渐次展开，显示出薄膜材料经冲洗、老化后的保留情况。材料保留越多，抵御外界环境干扰的能力就越强。

　　今年3月，两位博士来到乐凯，开展企业实践。研究课题重点关注的是，如何把钙钛矿电池的制备从惰性气体手套箱转移到开放空气环境中。

　　起初，空气环境中钙钛矿薄膜生长过程发生变化，电池性能明显变差。他们和乐凯工程师反复实验后发现，空气可以促进钙钛矿相变，但速率不能过快。基于这一发现，团队调整配方，优化了空气条件下制备的薄膜质量，器件性能随之提升。

　　作为企业的带教老师，乐凯研究院副院长李永杰看到，半年的实践经历重塑了学生的研发思维。

　　“高校更聚焦理论研究，挖掘电池性能变化背后的科学机理。企业更看重制备工艺的稳定性，还要评估产品面向实际应用场景的综合表现。”李永杰说，在企业的实践经历能让他们体会到，做科研不能只看学术价值，还要考虑能不能走向产业化。

　　人才流动的另一头，是乐凯工程师进入高校“回炉”深造。

　　今年9月，4位乐凯工程师进入天津大学，开始攻读博士学位。他们将进一步学习理论知识，寻求提升柔性钙钛矿电池工艺稳定性的新解法，当好高校技术与企业产品之间的桥梁。

　　人才双向流动得以成行，得益于双方共建的联合实验室。

　　2025年，乐凯和天津大学共建联合实验室。双方围绕关键技术研发、人才联合培养等方面展开深度合作，让高校的科研优势与企业的制造优势相结合，加速科研成果落地应用。双向流动、彼此支撑，让技术迭代跑出了加速度。

　　面向未来

　　加快柔性钙钛矿电池应用落地

　　在乐凯展示中心，柔性钙钛矿电池的应用场景触手可及。

　　展台上，一个电子桌牌只在边角嵌了一块8厘米×2厘米尺寸的钙钛矿电池。哪怕在室内光线条件下，桌牌也能保持常亮，人名、职位清晰可辨。

　　旁边，几个双肩包的外侧也装上了钙钛矿电池，轻薄的一层薄膜与包身浑然一体。有了它，人们背着书包就能给手机充电。

　　这样的应用场景，离我们的生活并不遥远。

　　短期看，柔性钙钛矿电池轻薄可弯折，将优先落地消费电子、物联网、可穿戴设备等市场，乐凯生产的电子桌牌、小型标牌类产品已具备出货能力。中期瞄准建筑光伏一体化、新能源汽车光伏一体化等大体量应用场景。长远则依托柔性钙钛矿电池重量轻、抗原子氧、耐辐射的特性，以及成本远低于砷化镓的优势，布局太空光伏领域。对此，乐凯已启动相关预研。

　　前景可期，挑战犹存。“实验室里，单结钙钛矿电池效率已突破28%，达到了与晶硅太阳能电池相当的水平，但距离大规模产业化还需时间。”纪雪梅表示。眼下，乐凯依托中试生产线持续迭代配方工艺，实现高效率柔性钙钛矿电池组件稳定连续产出，并同步开展户外实证。

　　从胶卷到电池，从实验室到中试线，从天津校园到保定厂区，津冀两地的创新要素正加速汇聚。一卷卷柔性薄膜向阳而生，卷起的是老牌国企转型的决心，展开的则是绿色能源的无限未来。（河北日报记者 冯阳）