新型钙钛矿光伏器件光电转换效率达25.19%

记者11月2日从南京工业大学获悉，该校科研团队采用全真空热蒸发技术，制备出0.066平方厘米的钙钛矿光伏器件。该器件光电转换效率高达25.19%，且在持续工作超过1000小时后，性能依然保持在95%以上。此方法制备的1平方厘米钙钛矿光伏器件，效率也达到23.38%，展现出较大产业化潜力。相关研究论文发表于国际学术期刊《自然·光子学》。

“目前在国际上，实验室最常用的光电转化制备方法是溶液法。”论文第一作者、南京工业大学博士生徐雨田介绍，“溶液制备过程中，通常会使用到N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等有毒溶剂，对健康和环境不友好，限制了大规模生产。”

论文通讯作者、南京工业大学副教授郭庆勋解释，此次研究中，团队采用的全真空热蒸发技术，像在真空罐里“蒸镀”薄膜。它将原材料加热，使其以分子或原子的形式“飞”到基板上，均匀凝结成膜。这种方法全程无需使用溶剂，工艺控制精准，膜层均匀致密，被认为是将高性能钙钛矿光伏器件从实验室推向生产线的理想方案。

在均匀成膜的基础上提高光电转换效率，成为团队需要攻克的又一难题。论文共同通讯作者、南京工业大学教授陈永华说，团队创新性地采用了反向逐层沉积策略。

“传统做法可能是先铺金属卤化物的‘砖块’，再浇甲脒氢碘酸盐的‘水泥’;我们反其道而行之，先沉积‘水泥’，再沉积‘砖块’。”陈永华说，这一顺序结合一种自组装分子，可以在后续退火时，极大促进固态原料之间的相互反应和扩散，最终“生长”出高质量的钙钛矿晶体薄膜。

借助这些独特技术，团队突破了钙钛矿光伏器件效率瓶颈，不仅将小面积电池效率提升至25.19%，更实现了器件的工作稳定性。

论文共同通讯作者、中国科学院院士黄维认为，这项成果不仅刷新了全真空热蒸发技术的世界纪录，也为未来进一步优化工艺、提升器件性能、规模化制造面积更大且高效、稳定、环境友好的钙钛矿光伏器件提供了科学基础。