【能鏡原創(chuàng)】

A。引子

2013年，科學(xué)界關(guān)于鈣鈦礦研究的浪潮剛起，有一天，幾位年輕科學(xué)家在一起聊天，說(shuō)到鈣鈦礦的終局，其中一位半開(kāi)玩笑半認(rèn)真——

那是一個(gè)理想世界，人們通過(guò)簡(jiǎn)單涂布鈣鈦礦材料就能輕松獲取和轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能量，世界清潔明亮，而他已垂垂老矣、兒孫繞膝，冶煉晶硅、制做切片太陽(yáng)能電池已是人類(lèi)久遠(yuǎn)的往事，被他時(shí)不時(shí)當(dāng)成故事和笑話(huà)，講給自己的孫輩聽(tīng)。

這個(gè)描述太有畫(huà)面感，它像某種預(yù)言，帶著理想和希望，從實(shí)驗(yàn)室沉靜的瓶瓶罐罐里咕嘟咕嘟翻騰出來(lái)，流淌進(jìn)尚未知曉的生活里。

是的，盡管這年美國(guó)《科學(xué)》（Science）雜志將鈣鈦礦評(píng)為年度十大科學(xué)突破之一，并為它打上「新一代太陽(yáng)能電池材料」的標(biāo)簽，但在晶硅統(tǒng)治的光伏世界，尚未邁出實(shí)驗(yàn)室的鈣鈦礦，在大眾視野里，依然是個(gè)無(wú)名之輩。

但科學(xué)界顯然已經(jīng)嗅到這個(gè)「無(wú)名之輩」未來(lái)的「明星潛質(zhì)」。

就在Science給予鈣鈦礦「名份」的頭一年，韓國(guó)成均館大學(xué)的樸南圭（Nam-Gyu Park）、瑞士洛桑聯(lián)邦高等理工學(xué)院光子學(xué)和界面實(shí)驗(yàn)室主任米夏埃爾•格雷策爾(Michael Grätzel)和英國(guó)牛津大學(xué)教授亨利·斯奈斯（Henry Snaith）取得一項(xiàng)重要進(jìn)展。

他們將鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的液態(tài)電解質(zhì)替換為固態(tài)電解質(zhì)，轉(zhuǎn)換效率從3年前日本科學(xué)家宮坂力（Tsutomu Miyasaka）發(fā)現(xiàn)的3.8%一下躍升至10%。

這個(gè)結(jié)果令人振奮。

✪  從左至右分別為：宮坂力、樸南圭、米夏埃爾•格雷策爾(Michael Grätzel)、亨利·斯奈斯（Henry Snaith）。

提高太陽(yáng)能利用效率，是科學(xué)家們永恒的課題。但自打問(wèn)世于1954年的單晶硅太陽(yáng)能電池技術(shù)，將晶硅推向光伏世界的王位，并在此后多年，試圖以它的「權(quán)杖」碰觸29.43%的理論極限效率而屢屢未果，這個(gè)領(lǐng)域，就再也不曾出現(xiàn)撼動(dòng)它的革命性技術(shù)和創(chuàng)新性材料。

而這次躍升，似乎在宣告實(shí)驗(yàn)室合成的鈣鈦礦晶體，正擁有某種打破沉寂、通往光明彼岸的力量，中、韓、日、美、英、瑞士等國(guó)的多個(gè)頂級(jí)院校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始摩拳擦掌，準(zhǔn)備借由它，迎接洶涌而至的未來(lái)。

也是在這一年，中國(guó)廈門(mén)。博士期間師從米夏埃爾•格雷策爾的范斌和他清華大學(xué)化學(xué)系同班同學(xué)田清勇、白華，決定將創(chuàng)辦于2010年的惟華光能轉(zhuǎn)向鈣鈦礦研究。

此前，他們正沿著有機(jī)太陽(yáng)能電池方向進(jìn)行探索，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)的新進(jìn)展，讓范斌隱約覺(jué)得，一個(gè)新材料新技術(shù)改變世界的機(jī)會(huì)正在降臨。他們像被機(jī)會(huì)選中的孩子，一伸手，抓住了它，卻并不知曉，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，他們將孤獨(dú)地捍衛(wèi)著理想，并幾度掙扎在生存的邊緣。

9年后，全球氣候危機(jī)和雙碳趨勢(shì)，為新能源領(lǐng)域效率增長(zhǎng)的迫切性加碼，捱過(guò)艱苦歲月、被光伏巨頭協(xié)鑫納入麾下，并更名為昆山協(xié)鑫光電的惟華光能，不再獨(dú)自于商業(yè)世界闖蕩。

他們成為資本市場(chǎng)瘋搶的頭牌，身后奔跑著近20家追趕者和競(jìng)爭(zhēng)者，身旁，隆基、晶科、通威、天合、凱輝、寧德時(shí)代、騰訊等一眾知名龍頭、VC和產(chǎn)業(yè)資本陸續(xù)入場(chǎng)。

被資本之手和商業(yè)熱望日漸攪沸的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，開(kāi)始被置于愈來(lái)愈亮的聚光燈下，其公眾面目，也變得日漸清晰。

B。被命運(yùn)選中

過(guò)去10年，圍繞鈣鈦礦太陽(yáng)能電池所發(fā)生的一切，簡(jiǎn)直像一出令人大開(kāi)眼界的大戲——

蟄伏已久的新材料，在晶硅統(tǒng)治的世界里，從一浪又一浪的質(zhì)疑聲里鉆出來(lái)，帶著某種新工業(yè)英雄主義的色彩，噠噠噠噠，只用了10年時(shí)間，就走完了晶硅40年才抵達(dá)的境界——將實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化率從3.8%提升至25%甚至更高，并開(kāi)向超過(guò)30%的新目標(biāo)狂奔而去。

但它的歷史，卻是一個(gè)長(zhǎng)得多的故事。如果一定要往源頭追溯鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的緣起，1839年可能是個(gè)有趣的交合點(diǎn)。

這一年，德國(guó)礦物學(xué)家古斯塔夫·羅斯（Gustav Rose）探險(xiǎn)俄羅斯烏拉爾山，在那里，天然礦物鈦酸鈣（CaTiO3）晶體第一次地展現(xiàn)在科學(xué)家眼前。

為向地質(zhì)學(xué)家Lev Perovski致敬，Gustav Rose遂將其命名為Perovskite（鈣鈦礦），盡管后來(lái)應(yīng)用于太陽(yáng)能電池的鈣鈦礦材料與之相比，已是天壤之別，但這個(gè)此「礦」非彼礦的名字，成為滿(mǎn)足ABX3化學(xué)式、與鈦酸鈣擁有相似晶體結(jié)構(gòu)化合物的統(tǒng)稱(chēng)。

也是這一年，19歲的法國(guó)男孩亞歷山大·貝克雷爾（Alexandre Becquerel），協(xié)助父親研究光波照射電解池所產(chǎn)生的變化，他偶然發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料不同部位之間產(chǎn)生電位差，光伏效應(yīng)隨即問(wèn)世。

但這兩個(gè)同年誕生的新發(fā)現(xiàn)，一出生便進(jìn)入了蟄伏期，它們像兩個(gè)角兒，早早前來(lái)候場(chǎng)，但離真正登臺(tái)，卻還要等上百年。