19日從昆明理工大學獲悉，該校材料科學與工程學院教授陳江照、于月聯合多所高校及企業攻關，在反式鈣鈦礦太陽能電池埋底界面調控領域取得重要突破，實現了產業化驗證。國際期刊《自然·通訊》發表了相關成果。
反式鈣鈦礦電池依托自組裝單分子層作為空穴傳輸層，具備低溫制備、成本低廉等優勢，是光伏產業重點發展路線。但因其存在自組裝分子易團聚、成膜不均勻、鈣鈦礦薄膜底部缺陷多、附著力弱及界面殘余應力等痛點，限制了規模化生產。
針對上述瓶頸，研究團隊提出軟超分子主客體協同調控策略，引入弱路易斯堿性分子修飾埋底界面。該分子依靠獨特碗狀空腔結構，同步完成四項關鍵優化：均勻鋪展自組裝薄膜消除漏電通道;通過官能團配位填補界面缺陷，減少電能損耗;柔性骨架緩沖熱脹冷縮產生的內部應力;雙向化學鍵橋接空穴傳輸層與鈣鈦礦吸光層，抑制離子遷移。
研究示意圖。昆明理工大學供圖
經第三方權威認證，小面積單電池光電轉換效率達到27.12%;655.2平方厘米的大型光伏組件轉換效率穩定至22.25%，大幅縮小實驗室器件與量產模組的性能差距。耐久性測試數據顯示，在標準太陽光持續照射2125小時后，器件仍保留初始效率的97.4%;85℃、85%高濕度嚴苛濕熱環境老化2000小時后，性能維持原有水平的90.7%，解決鈣鈦礦電池穩定性短板。
此項成果產學研協同優勢突出。研究團隊聯合光伏企業完成了大面積組件制備，整套修飾工藝兼容現有涂布量產設備，無需大幅改造產線，落地成本可控。該技術可廣泛用于建筑光伏一體化半透明幕墻、柔性便攜充電設備、新能源汽車車載光伏板、鈣鈦礦及硅疊層電池等領域。
