全球能源转型加速之际,光伏技术也在持续突破。有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因理论效率高、制备成本低,被认为是下一代光伏技术的重要方向。但长期以来,界面缺陷引发的效率损失和稳定性问题,一直是产业化落地的主要障碍。研究指出,钙钛矿材料在运行过程中产生的界面缺陷会形成非辐射复合中心,显著降低光电转换效率。传统做法是在三维钙钛矿上层引入二维材料作为保护层,但工艺环节多、结构可靠性不足。尤其在电池底部构建二维/三维异质结时,常用胺类配体容易被极性溶剂溶解,导致结构破坏。 针对该关键难题,青岛能源所研究团队提出“表面配体调控”技术路线。研究人员先在氧化锡纳米颗粒表面构建特定核壳结构,并通过精确控制热退火条件,使胺类配体自发迁移至钙钛矿底层界面,实现二维/三维异质结的原位形成。这一过程类似“分子自组装”,从根本上降低了溶剂对结构的侵蚀风险。 实验结果显示,采用该技术的电池样品底层界面缺陷浓度降低超过90%,相成核速度提升一个数量级。在0.09平方厘米测试面积上获得26.19%的认证效率;在21.54平方厘米面积下仍达到22.68%;64.80平方厘米大面积组件效率为22.22%,体现出良好的规模化应用潜力。 该研究由青岛能源所逄淑平研究员团队牵头,联合西北工业大学、沙特阿卜杜拉国王科技大学等机构共同完成。国际评审专家认为,该技术为钙钛矿光伏组件的大规模制造提供了新的可行路径,有望加快其商业化进程。