19日從昆明理工大學(xué)獲悉，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院教授陳江照、于月聯(lián)合多所高校及企業(yè)攻關(guān)，在反式鈣鈦礦太陽能電池埋底界面調(diào)控領(lǐng)域取得重要突破，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化驗證。國際期刊《自然·通訊》發(fā)表了相關(guān)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(yōu)勢，是光伏產(chǎn)業(yè)重點發(fā)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(yīng)力等痛點，限制了規(guī)模化生產(chǎn)。

針對上述瓶頸，研究團隊提出軟超分子主客體協(xié)同調(diào)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(jié)構(gòu)，同步完成四項關(guān)鍵優(yōu)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(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力;雙向化學(xué)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(xué)供圖

經(jīng)第三方權(quán)威認(rèn)證，小面積單電池光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到27.12%;655.2平方厘米的大型光伏組件轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定至22.25%，大幅縮小實驗室器件與量產(chǎn)模組的性能差距。耐久性測試數(shù)據(jù)顯示，在標(biāo)準(zhǔn)太陽光持續(xù)照射2125小時后，器件仍保留初始效率的97.4%;85℃、85%高濕度嚴(yán)苛濕熱環(huán)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(wěn)定性短板。

此項成果產(chǎn)學(xué)研協(xié)同優(yōu)勢突出。研究團隊聯(lián)合光伏企業(yè)完成了大面積組件制備，整套修飾工藝兼容現(xiàn)有涂布量產(chǎn)設(shè)備，無需大幅改造產(chǎn)線，落地成本可控。該技術(shù)可廣泛用于建筑光伏一體化半透明幕墻、柔性便攜充電設(shè)備、新能源汽車車載光伏板、鈣鈦礦及硅疊層電池等領(lǐng)域。