中国科学院化学研究所的科研团队在太阳能电池领域取得重大突破,其研发的钙钛矿-有机叠层太阳能电池实现28.04%的光电转换效率,刷新全球同类器件纪录。这项成果通过创新性的“全阶段调控”策略实现,标志着新一代光伏技术向产业化应用迈出关键一步。
研究团队针对宽带隙钙钛矿材料存在的电压损失大、光照下易相分离等瓶颈问题,设计出一种具有光响应特性的新型添加剂分子。该分子通过促进钙钛矿组分均匀分布,显著增强材料与表面的结合力,在持续光照条件下可有效抑制晶体结构变化。这种从“惧光”到“驭光”的转变机制,为提升器件稳定性提供了全新思路。
实验数据显示,采用优化工艺制备的叠层电池在标准测试条件下持续运行625小时后,仍保持初始效率的90%。这种兼具高效率与稳定性的特性,得益于团队将宽带隙钙钛矿前电池与窄带隙有机后电池的精准匹配。通过分子级调控实现能带结构的梯度优化,使器件在可见光到近红外波段均保持高效光吸收能力。
作为新一代光伏技术的代表,钙钛矿-有机叠层电池展现出独特的竞争优势。其溶液加工特性支持卷对卷印刷生产,单片器件厚度不足1微米,质量仅为传统硅基电池的十分之一。这种轻量化、柔性化的设计优势,使其在建筑光伏一体化、可穿戴设备、空间能源等领域具有广阔应用前景。











