钙钛矿-有机叠层太阳能电池研究取得新突破

北京时间7月13日，钙钛中国科学院化学研究所李永舫、机叠孟磊团队在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上发表突破性成果。层太团队创新提出“全阶段调控”策略，阳能研究通过引入一种独特的电池可光转换添加剂分子，成功制备出稳态光电转换效率高达28.04%的新突高性能钙钛矿-有机叠层太阳能电池。这一成绩不仅刷新了该类器件的钙钛世界纪录，更标志着钙钛矿-有机叠层太阳能电池在走向实际应用进程中取得了里程碑式的机叠进展。

▲ 图为钙钛矿-有机叠层太阳能电池器件。层太（图片来源：中国科学院化学研究所）

新一代光伏技术的阳能研究轻量化优势

近年来，以钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池为代表的电池新一代光伏技术发展迅猛。与传统硅基电池不同，新突这类新型电池具备显著的钙钛工艺优势：
* 制造便捷：可通过溶液加工、卷对卷印刷及狭缝涂布等工艺实现大面积柔性制造。机叠
* 形态优越：器件具有厚度薄、层太质量轻的特点。

这些特性使其在建筑光伏一体化（BIPV）、便携式能源、可穿戴设备、无人机以及空间供能等对轻量化有极高要求的应用场景中展现出巨大的潜力。

突破技术瓶颈：从“惧光”到“驭光”

尽管前景广阔，但钙钛矿-有机叠层太阳能电池的效率提升长期受制于两大核心难题：
1. 宽带隙钙钛矿前电池存在较大的电压损失。
2. 器件稳定性不足。

针对上述痛点，研究团队精心设计了一种可光转换的添加剂分子。该分子在器件中发挥关键作用：
* 促进均匀混合：优化钙钛矿组分分布。
* 增强结合力：与钙钛矿表面形成更牢固的结合。
* 抑制相分离：在光照条件下表现出更强的稳定性，有效防止材料结构退化。

中国科学院化学研究所研究员孟磊指出：“这项研究的关键在于如何让高溴含量宽带隙钙钛矿从‘惧光’变成‘驭光’。新引入的分子正是实现这一转变的核心，这种从‘惧光’到‘驭光’的跨越，构成了‘全阶段调控’策略的核心要义。”

优异的稳定性与广阔的应用前景

基于上述调控思路，研究团队将优化后的宽带隙钙钛矿前电池与窄带隙有机后电池成功集成。测试数据显示，该叠层太阳能电池在持续光照运行625小时后，仍能保持初始效率的90%，展现出极佳的工作稳定性。

中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永舫表示，钙钛矿-有机叠层太阳能电池兼具轻量化、柔性化和高比功率三大优势，将为能源结构转型和地球可持续发展提供全新的科技路径。未来，太阳能不仅将深度服务于地球上的生产生活，更有望成为人类探索更远太空的重要能源保障。

来源：胡喆/新华社客户端

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