中國科學院青島生物能源與過程研究所科研人員和國內外研究者在鈣鈦礦太陽能電池領域取得突破，為高效穩(wěn)定的鈣鈦礦光伏組件的商業(yè)化落地奠定了堅實基礎。近日，相關成果發(fā)表于《自然-能源》。

作為新一代光伏技術的代表，鈣鈦礦太陽能電池具備成本低廉、加工靈活等顯著優(yōu)勢，而且發(fā)電效率接近傳統(tǒng)晶硅電池。然而，鈣鈦礦太陽能電池也有致命弱點，其內部界面存在缺陷，影響電流傳輸，導致電池易損壞，難以長期穩(wěn)定工作。

為解決這一問題，研究團隊開發(fā)了一種調控氧化錫納米顆粒表面配體作用力，在界面處自發(fā)釋放胺類配體形成二維(2D)/三維(3D)異質結的策略。

研究團隊依次將巰基乙酸和油胺接枝到二氧化錫納米顆粒表面，乙酸與油胺形成的強化學鍵確保僅在鈣鈦礦薄膜的熱退火過程中與甲脒碘陽離子發(fā)生交換，從而在鈣鈦礦薄膜底部界面處自發(fā)形成2D/3D鈣鈦礦結構。這種位置可控的2D/3D結構加速了鈣鈦礦相的形成，顯著提升了鈣鈦礦薄膜的結晶質量。

研究團隊使用這種策略進一步制備了6×6平方厘米和10×10平方厘米的大面積鈣鈦礦光伏組件，光電轉換效率分別達到23.44%和22.22%，展現(xiàn)了卓越的工藝放大能力。

該研究對高效穩(wěn)定的鈣鈦礦光伏組件研發(fā)、鈣鈦礦光伏技術商業(yè)化應用具有重要意義，為國家新能源產業(yè)建設、國家能源安全保障提供了技術支撐。