近日，記者從中國科學院化學研究所獲悉，中國科學院院士李永舫和研究員孟磊團隊在鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池研究上取得重大突破，成功將該類器件的穩態認証光電轉換效率提升至28.04%，刷新了該類器件光電轉換效率的世界紀錄，實現鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池從“懼光”到“馭光”的轉變，標志著鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池向實際應用邁出了重要一步。相關成果在《自然》上發表。

　　近年來，鈣鈦礦太陽能電池等新一代光伏技術發展迅速，這類太陽能電池可大面積柔性制造，更適用於輕量化要求較高的應用場景。為進一步提升太陽能電池的光電轉換效率，疊層太陽能電池技術應運而生。該技術通過中間連接層將多個具有不同帶隙的子電池垂直堆疊。其中，基於寬帶隙鈣鈦礦前電池與窄帶隙有機后電池構建的鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池展現出獨特優勢。它可以在光譜吸收和器件穩定性上形成互補，展現出“1+12”的協同效應。

　　鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池效率的進一步提升，長期受制於寬帶隙鈣鈦礦前電池電壓損失大、穩定性不足等問題。在2024年，團隊通過揭示寬帶隙鈣鈦礦上表面有效鈍化機制，實現了26.4%的疊層器件紀錄效率（經第三方認証為25.7%）。在此基礎上，此次團隊取得了進一步突破，解決了高溴含量碘溴混合寬帶隙鈣鈦礦的鹵素相分離問題。鹵素相分離，是指原本相對均勻混合在鈣鈦礦薄膜中的碘離子和溴離子在光照等應力下重新分布，逐漸形成富碘和富溴區域，從而降低器件的電壓輸出和長期穩定性。

　　團隊將經優化的寬帶隙鈣鈦礦前電池與窄帶隙有機后電池結合，制備出鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池。經認証，該類器件的穩態認証效率達28.04%。在持續光照運行625小時后，器件仍能保持初始效率的90%。

　　據介紹，鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池兼具輕量化、柔性和高比功率優勢。該研究將為能源結構進一步轉型和可持續發展提供新的科學技術路徑，或可廣泛應用於建筑、交通、可穿戴電子等地面場景，也有望在衛星、空間站和深空探測等航天領域發揮積極作用。

　　人民日報社概況關於人民網報社招聘招聘英才廣告服務運營服務合作加盟版權服務數據服務網站聲明網站律師信息保護聯系我們

　　人 民 網 股 份 有 限 公 司 版 權 所 有 ，未 經 書 面 授 權 禁 止 使 用