光电转换效率超2欧亿7%的钙钛矿太阳能电池研发成功

记者10日从中国科学院半导体研究所获悉，光电钙钛该所游经碧研究员团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展，转换研发出光电转换效率为27.2%的效率欧亿钙钛矿太阳能电池原型器件，并显著提升了其运行稳定性，超的成功为钙钛矿太阳能电池的矿太产业化发展奠定了关键基础。相关研究成果在线发表于《科学》杂志。阳能研

钙钛矿太阳能电池作为一种新型光伏技术，电池其光电效率在过去十多年里从最初的光电钙钛3.8%迅速提升至26%以上，但距离其理论极限仍有差距。转换欧亿要实现高效率，效率制备高质量的超的成功钙钛矿薄膜是关键。甲基氯化铵因能同时降低钙钛矿成核势垒并促进晶体高质量生长，矿太被广泛用作钙钛矿薄膜生长的阳能研辅助材料。

在这项研究中，电池科研人员发现，光电钙钛在传统工艺中，甲基氯化铵中的氯离子在薄膜结晶过程中会向上表面迁移并富集，导致钙钛矿层在垂直方向上氯元素分布不均。这种不均匀性会引发表面缺陷和界面电子势垒，增加载流子复合，影响电池性能与长期稳定性。

为解决这个问题，科研人员提出了一种能在垂直方向使氯元素均匀化分布的策略。他们在薄膜生长过程中引入碱金属草酸盐，利用其解离出的钾离子与氯离子之间的强结合作用，有效抑制了氯离子的无序迁移，使其在钙钛矿层中均匀分布。

采用该方法制备的钙钛矿薄膜质量显著提升：载流子寿命延长至20微秒，界面缺陷密度大幅降低。基于该薄膜所研制的太阳能电池经多家权威机构认证，实现了27.2%的光电转换效率。在稳定性方面，电池在持续运行1529小时后，仍能保持初始效率的86.3%；在85℃光热耦合加速老化条件下运行1000小时后，也维持了82.8%的初始效率。

据悉，这一研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升，将为推进钙钛矿太阳能技术的产业化发展提供重要支撑。

（中国科学院半导体研究所供图）

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