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）上发表最新研究成果。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。这一成果不仅刷新了该类器件的钙钛光电转换效率世界纪录，更标志着钙钛矿-有机叠层技术从实验室走向实际应用迈出了决定性的机叠一步。

▲ 图为钙钛矿-有机叠层太阳能电池器件。层太（中国科学院化学研究所供图）

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迅猛发展。与传统硅基电池相比，新突这类新型电池具备显著优势：
* 制造工艺灵活：可通过溶液加工、钙钛卷对卷印刷及狭缝涂布等工艺实现大面积柔性制造。机叠
* 物理特性优异：器件厚度极薄、层太质量轻盈。
* 应用场景广阔：特别适用于对轻量化要求极高的场景，如建筑光伏一体化（BIPV）、便携式能源设备、可穿戴电子、无人机动力以及空间供能系统等。

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：宽带隙钙钛矿前电池的电压损失过大以及稳定性不足。

针对这些痛点，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：
1. 促进均匀混合：优化钙钛矿组分的分布均匀性。
2. 增强表面结合：与钙钛矿表面形成更牢固的结合力。
3. 抑制相分离：在光照条件下表现出更强的抑制相分离能力，从而提升器件稳定性。

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’转变为‘驭光’。新引入的分子正是实现这一转变的核心，这种转变构成了‘全阶段调控’策略的核心要义。”

优异稳定性验证实用潜力

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进行集成，成功制备出高性能叠层器件。测试数据显示，该器件在持续光照运行625小时后，仍能保持初始效率的90%，展现出卓越的工作稳定性。

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，太阳能不仅将深度融入地球上的生产生活，更有潜力成为人类探索更远深空的重要能源保障。

（记者：胡喆）

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