科学家突破新一代光伏核心技术

  研究团队协同探究材料关键难题（资料照片）。新华社发

  新华社天津10月1日电（记者张建新、栗雅婷）针对钙钛矿太阳能电池高温工作条件下运行稳定性差这一领域难题，南开大学化学学院教授袁明鉴与加拿大多伦多大学教授Edward H. Sargent合作展开深入研究，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，标志新一代光伏技术取得重大突破。

  9月30日晚,《自然》杂志以“兼具高效热稳定性的甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池”为题，发表此项研究成果。

  钙钛矿是一类具有独特晶体结构的材料，广泛应用于新型太阳能电池等半导体器件。钙钛矿太阳能电池作为第三代光伏技术，曾被《科学》杂志评为2013年十大突破之一，也是目前全球脱碳浪潮下最有前景实现能源绿色转型的光伏技术之一。其独特的柔性兼容性与大面积制备潜力，为光伏、物联网、新能源汽车乃至航天航空等领域带来前所未有的机遇。

  科学家展示钙钛矿太阳能电池模组（资料照片）。新华社发

  这种新型太阳能电池的稳定性一直是限制其大规模商业应用的关键因素。钙钛矿材料作为电池的吸光层，其稳定性受外界环境因素影响显著。目前，高性能钙钛矿太阳能电池在制备过程中往往需要依赖易挥发的有机胺盐添加剂来稳定物相并调控结晶。然而，这种添加剂在高温条件下极易分解，引发钙钛矿薄膜化学组分失衡，进而显著降低电池在高温工况下的运行稳定性。

  针对这一难题，袁明鉴带领研究团队结合理论预测，发展了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略，该策略彻底解决FACsPbI3钙钛矿薄膜组分不均一的问题。利用该策略制备的FACsPbI3钙钛矿太阳能电池器件，展现出世界一流的能量转换效率与高温工况稳定性。

  “此项研究不仅为钙钛矿太阳能电池的稳定性提升奠定坚实的技术基础，也为光伏技术的进一步实用化和商业化开辟广阔前景，对推动全球能源结构的绿色转型具有深远意义。”袁明鉴说。

  袁明鉴表示，目前研究团队正通过校企合作，积极推进符合产业化需求的高性能钙钛矿太阳能电池模组的研发，力求尽快推动研究成果的实际应用与产业化落地。