钙钛矿-有机叠层太阳能电池研究取得新突破

7月13日，一则来自《自然》杂志的消息引发了光伏圈的关注——中国科学院化学研究所李永舫、孟磊团队，在钙钛矿-有机叠层太阳能电池领域取得了突破性进展。他们提出了一种“全阶段调控”策略，并引入一种可光转换的添加剂分子，成功制备出稳态光电转换效率达到28.04%的高性能器件，刷新了此类电池的世界纪录。可以说，这项技术正推动着新型光伏向更广阔的应用场景迈进。

图为钙钛矿-有机叠层太阳能电池器件。（中国科学院化学研究所供图）

近年来，以钙钛矿和有机太阳能电池为代表的新一代光伏技术发展迅猛。这类电池的最大优势在于，可以通过溶液加工、卷对卷印刷、狭缝涂布等工艺，实现大面积柔性制造。器件薄、质量轻，特别适合建筑光伏一体化、便携式能源、可穿戴设备、无人机、空间供能等对轻量化要求极高的场景。

然而，问题的核心在于——宽带隙钙钛矿前电池由于组分复杂，长期存在电压损失大、稳定性不足的短板，这成为制约钙钛矿-有机叠层电池效率进一步提升的“拦路虎”。针对这一难题，研究团队设计了一种可光转换的添加剂分子。这种分子能促进钙钛矿组分均匀混合，与钙钛矿表面结合得更加牢固，更重要的是，它在光照下能够有效抑制相分离，从根本上提升了器件的稳定性。

“这项研究的关键技术难题，是如何让高溴含量宽带隙钙钛矿从‘惧光’变成‘驭光’。”中国科学院化学研究所研究员孟磊解释道，“新引入的分子正是实现这一转变的核心。从‘惧光’到‘驭光’，这正是‘全阶段调控’策略的精髓所在。”

基于上述思路，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结合，制备出钙钛矿-有机叠层太阳能电池。测试结果显示，在持续光照运行625小时后，器件仍能保持初始效率的90%，展现出良好的工作稳定性。

中国科学院院士李永舫表示，这种新型叠层电池兼具轻量化、柔性化和高比功率的多重优势，为能源结构转型和地球可持续发展提供了全新的技术路径。可以预见，太阳能不仅将深度服务于地球上的生产生活，更有可能成为人类迈向更远太空的重要能源保障。