我国科研团队刷新全钙钛矿光伏效率世界纪录

南京大学近日宣布，该校谭海仁教授领导的研究团队在大面积全钙钛矿光伏组件方面取得了重大突破。经过国际权威第三方机构的测试，他们的产品稳态光电转化效率达到了24.5%，刷新了此类组件的全球记录，为未来产业化发展奠定了技术基础。

相关研究成果于2月23日在国际学术期刊《科学》上发表。据谭海仁介绍，钙钛矿是新型太阳能电池的重要研究方向之一。相较于传统的晶硅材料，钙钛矿光伏组件更轻薄，并具有可弯曲、半透明等优良特性，适用性更广泛。

谭海仁的团队近年来一直致力于钙钛矿的研究，并取得了一系列成果，如小面积电池光电转化效率达到了28%，大面积叠层组件光电转化效率达到了21.7%等。

“叠层组件由带隙不同的子电池堆叠而成，窄带隙子电池能够吸收宽带隙子电池吸收不了的光。理论上，叠层组件的光电转化效率应更高，但21.7%的效率显然仍有提升空间。”南京大学2019级直博生高寒在接受采访时表示。

他解释说，实验室制备的小面积电池只有约1平方厘米大小，而具有商业价值的是组件。必须突破大面积叠层组件的效率瓶颈。而其中的难点在于窄带隙钙钛矿薄膜的生产工艺。

“窄带隙钙钛矿薄膜的结晶速度过快，难以控制。在大面积制备时，往往会出现薄膜不均匀的情况。钙钛矿的结晶过程上下不同步，容易导致薄膜底部产生大量缺陷。”高寒说道。

为了解决这一问题，谭海仁团队在前驱体溶液中添加了甘氨酰胺盐酸盐。这种添加剂能够减缓钙钛矿的结晶速度，将薄膜的制备时间延长到原来的10倍左右，并且能自发地修复底部缺陷。

高寒表示，采用这种方法制备的窄带隙钙钛矿薄膜与宽带隙钙钛矿薄膜结合后，形成的叠层组件面积达到了20.25平方厘米。经过国际权威第三方机构的测试，该组件的光电转化效率达到了24.5%，相关数据已被国际《太阳能电池效率表》所收录，目前尚未有同类产品能够超越这一纪录。

谭海仁表示，这一次的突破为未来的发展奠定了技术基础，“我们将继续努力，尝试制备面积更大、效率更高的全钙钛矿光伏组件，为产业化目标不懈努力。”