我國科研團隊攻克鈣鈦礦太陽能電池“短命”難題

記者10日從昆明理工大學獲悉，該校研究人員開發出一種新型晶界穩定技術，成功解決了鈣鈦礦太陽能電池長期面臨的效率與穩定性瓶頸問題，為高效太陽能電池的產業化應用提供了關鍵支撐。這一重要成果近日發表在國際期刊《先進材料》上。

鈣鈦礦太陽能電池因成本低、光電轉換效率高，被視為下一代光伏技術的核心方向。然而，電池內部殘留的碘化鉛容易導致晶界不穩定，長期使用後效率衰減嚴重，這一問題始終制約其商業化進程。

針對這一挑戰，昆明理工大學材料科學與工程學院陳江照教授團隊與冶金與能源學院黃惠教授團隊合作，提出了創新解決方案。他們通過在鈣鈦礦前驅液中引入一種含碘的有機分子，使其與殘留碘化鉛原位反應，形成具有六邊形層狀結構的穩定化合物。這種化合物不僅能有效鈍化晶界缺陷，還能抑制離子遷移和相分離，顯著提升電池的電荷傳輸能力。

新型鈣鈦礦電池材料分子結構和靜電電位示意圖。 昆明理工大學

實驗數據顯示，採用該技術的1.66電子伏特反式鈣鈦礦電池，光電轉換效率達到24.12%，處於目前同類型電池的國際最高水平；針對1.53電子伏特電池的測試中，效率進一步提升至26.84%，驗證了該技術的普適性。

值得一提的是，新型高效太陽能電池穩定性表現為：在最大功率點持續運行1000小時後，電池效率仍保持初始值的94%；經過85℃高温老化500小時，效率留存率達90%，遠超行業平均水平。這一成果有效破解了鈣鈦礦電池“短命”難題，為其在實際場景中的應用奠定了基礎。

業內專家認為，此項成果不僅為鈣鈦礦材料的界面調控提供了新思路，更標誌着我國在新能源材料領域的基礎研究與應用開發能力達到國際先進水平，對實現“雙碳”目標具有重要意義。該研究團隊表示，下一步將推進該技術的規模化製備研究，加速鈣鈦礦電池的產業化落地。