中国科学院化学研究所的科研团队在太阳能发电技术领域实现重大突破。由李永舫院士与孟磊研究员领衔的团队,成功将钙钛矿-有机叠层太阳能电池的稳态光电转换效率提升至28.04%,经国际权威机构认证后刷新该领域世界纪录。这一成果标志着我国在新型光伏技术研发中占据领先地位,相关研究论文已发表于国际顶级学术期刊《自然》。
传统晶硅光伏板作为单结太阳能电池的代表,受限于单一吸光材料对光子能量的选择性吸收,难以充分利用太阳光谱。而钙钛矿-有机叠层技术通过将两种光伏材料进行垂直堆叠,形成分层吸光结构:上层钙钛矿材料吸收高能光子,下层有机材料捕获低能光子,从而突破理论效率极限。这种设计不仅提升能量转换效率,更赋予器件轻薄柔性的物理特性,为建筑光伏一体化、可穿戴设备、无人机供电等轻量化场景提供技术可能。
针对叠层器件长期存在的性能衰减与稳定性难题,研究团队创新性地引入新型添加剂分子TDB。该分子通过调控材料结晶动力学过程,在器件制备阶段优化薄膜形貌,在光照运行阶段抑制离子迁移,实现全生命周期性能稳定。第三方测试数据显示,持续光照625小时后,器件仍保持初始效率的90%,显著优于同类产品。这种全阶段调控策略为解决钙钛矿基器件的稳定性瓶颈提供了关键技术路径。
技术突破带来的应用前景广阔。在地面领域,该技术可与建筑幕墙、交通设施深度融合,构建分布式能源系统;在空间领域,其轻量化特性与抗辐射优势,有望成为卫星等航天器的理想电源。随着材料体系与封装工艺的持续优化,这种新型光伏技术将为我国能源结构转型提供重要技术支撑,推动清洁能源向高效化、多元化方向发展。











