上海
钙钛矿-有机叠层太阳能电池是一种新型光伏器件，然而，宽带隙钙钛矿材料长期面临在制备、运行阶段容易出现成分分离问题，导致性能快速衰减。
北京时间7月13日，中国科学院化学研究所李永舫院士/孟磊研究员团队，在国际学术期刊《自然》发表针对这一难题的突破性研究成果，创新性提出“全阶段调控”策略，通过引入一种可光转换的添加剂分子，制备出稳态光电转换效率达到28.04%（经第三方机构认证）的高性能钙钛矿-有机叠层太阳能电池，再次刷新该类器件光电转换效率的世界纪录，推动钙钛矿-有机叠层太阳能电池从“惧光”到“驭光”的转变，为钙钛矿-有机叠层太阳能电池向实际应用奠定了基础。
【新一代光伏技术重要方向】
近年来，以钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池为代表的新一代光伏技术发展迅速，这类太阳能电池可实现大面积柔性制造，且器件厚度薄、质量轻，更适用于建筑光伏一体化、便携式能源、可穿戴设备、无人机、空间供能等对轻量化要求较高的应用场景。
为进一步提升太阳能电池的光电转换效率，叠层太阳能电池技术应运而生——通过中间连接层将多个具有不同带隙的子电池垂直堆叠，更充分地利用太阳光谱。其中，钙钛矿-有机叠层太阳能电池展现出独特优势，被认为是兼具高效率、高稳定和广泛应用前景的重要下一代光伏技术方向。
【从“惧光”到“驭光”】
相分离问题贯穿了钙钛矿材料从“出生”到“工作”的全过程，成为制约器件效率和稳定性的核心技术难题。
研究团队设计了一种可光转换的添加剂分子TDB。“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’。”孟磊表示，新引入的TDB分子正是实现这一转变的关键——从源头到使用全过程抑制相分离。
【效率与稳定性双突破】
基于上述调控思路，研究团队制备出钙钛矿-有机叠层太阳能电池，实现28.80%的光电转换效率，经第三方机构认证稳态效率达28.04%，再次创下该类器件效率的世界纪录。值得一提的是，在持续光照运行625小时后，器件仍保持初始效率的90%，展现出良好的工作稳定性。
李永舫表示，钙钛矿-有机叠层太阳能电池兼具轻量化、柔性化和高比功率优势，将为能源结构进一步转型和地球可持续发展提供新的科学技术路径，可广泛应用于建筑、交通、可穿戴电子等地面场景，也将在卫星、空间站和深空探测等航天领域发挥积极作用。届时，太阳能不仅将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。
原标题：《从“惧光”到“驭光”，中国科学家刷新这类太阳能电池光电转换效率世界纪录》
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