中国科学院青岛生物能源与过程研究所等取得钙钛矿太阳能电池研究新突破

中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研人员和国内外研究者在钙钛矿太阳能电池领域取得突破，为高效稳定的钙钛矿光伏组件的商业化落地奠定了坚实基础。近日，相关成果发表于《自然-能源》。

作为新一代光伏技术的代表，钙钛矿太阳能电池具备成本低廉、加工灵活等显著优势，而且发电效率接近传统晶硅电池。然而，钙钛矿太阳能电池也有致命弱点，其内部界面存在缺陷，影响电流传输，导致电池易损坏，难以长期稳定工作。

为解决这一问题，研究团队开发了一种调控氧化锡纳米颗粒表面配体作用力，在界面处自发释放胺类配体形成二维(2D)/三维(3D)异质结的策略。

研究团队依次将巯基乙酸和油胺接枝到二氧化锡纳米颗粒表面，乙酸与油胺形成的强化学键确保仅在钙钛矿薄膜的热退火过程中与甲脒碘阳离子发生交换，从而在钙钛矿薄膜底部界面处自发形成2D/3D钙钛矿结构。这种位置可控的2D/3D结构加速了钙钛矿相的形成，显著提升了钙钛矿薄膜的结晶质量。

研究团队使用这种策略进一步制备了6×6平方厘米和10×10平方厘米的大面积钙钛矿光伏组件，光电转换效率分别达到23.44%和22.22%，展现了卓越的工艺放大能力。

该研究对高效稳定的钙钛矿光伏组件研发、钙钛矿光伏技术商业化应用具有重要意义，为国家新能源产业建设、国家能源安全保障提供了技术支撑。