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2026钙钛矿光伏技术突破:从界面工程到叠层电池效率屡创新高

更新时间:2026-03-23点击次数:

随着全球对清洁能源需求的日益增长,钙钛矿光伏技术因其高效率、低成本的优势,正站在产业化的关键节点。2026年以来,全球科研团队在该领域频频取得重大突破,特别是在钙钛矿叠层电池的稳定性与效率方面,接连刷新纪录。

作为致力于推动新能源技术落地的企业,势创智能密切关注这些前沿动态。本文将为您梳理近期钙钛矿领域最具代表性的几项研究成果,揭示这一“未来光伏”技术的最新进展。

一、 攻克结晶瓶颈:钙钛矿/TOPCon叠层电池效率达32.76%

在众多叠层技术路线中,钙钛矿与工业主流的TOPCon硅电池结合,被视为最具商业化潜力的方向之一。然而,薄型化硅片带来的高热导率问题,一直制约着钙钛矿薄膜的均匀生长。

近期,新加坡国立大学侯毅教授团队与浙江晶科能源有限公司合作,在《Nature Energy》上发表了一项重磅研究。他们发现,工业级薄硅片(130 μm)的高导热性会加速钙钛矿的结晶过程,导致薄膜底部产生孔隙和缺陷。

为解决这一问题,研究团队引入了一种名为2-巯基苯并噻唑的双模式结合配体。这种配体能够与钙钛矿中的有机阳离子(FA⁺)发生双重结合,有效延缓了过快结晶。基于此策略制备的钙钛矿叠层电池,认证稳态效率达到了32.76%,并且在连续运行1700小时后,仍能保持91%的初始效率。

二、 源头治理:热力学稳定策略实现33.08%叠层效率

除了结晶动力学调控,如何抑制宽带隙钙钛矿中的卤素相分离,一直是叠层电池稳定性的一大难题。此前业界多采用“被动防御”的钝化手段,但效果有限。

2026年3月,深圳理工大学联合苏州大学、香港理工大学在《Energy & Environmental Science》上提出了一种“热力学抑制”新策略。研究团队从成核根源入手,筛选出硫氰酸钾作为添加剂,有效抑制了富溴相的优先成核。

这一“主动抑制”的源头治理方案,不仅将钙钛矿/硅叠层电池的效率推高至33.08%(第三方认证32.52%),更展现出惊人的稳定性:单结器件在连续光照2240小时后,效率保持率高达98% 。

三、 界面键合技术:原子级方案提升稳定性与效率

除了钙钛矿本体调控,界面工程同样是提升器件寿命的关键。武汉大学王植平团队在《Science》杂志上报道了一种原子尺度界面键合技术。

该团队利用原子层沉积工艺,在电荷传输界面制备了氧化铪(HfOx)中间层。该层通过强化学键牢牢锚定界面分子,显著抑制了高温下的分子脱附和离子迁移。基于此技术制备的倒置结构钙钛矿电池,实现了第三方认证26.6%的效率,且在85°C高温及持续光照下运行超过5000小时后,效率衰减不足10% 。

四、 柔性与叠层并举:拓展应用新场景

1. 柔性钙钛矿电池效率突破24.47%

在便携能源领域,西北工业大学涂用广团队与北京大学朱瑞团队合作,在《Advanced Materials》上报道了柔性钙钛矿电池的新进展。他们通过分子表面自积累策略,改善了柔性基底上自组装单层的均匀性,在1 cm²的有效面积上实现了22.02%的效率,在0.1 cm²上达到了24.47%,且具备优异的机械弯折稳定性 。

2. 钙钛矿/CIGS叠层电池效率达27.3%

浙江大学薛晶晶教授团队在《Nature Energy》上展示了钙钛矿与铜铟镓硒(CIGS)结合的叠层电池成果。通过引入2-吡咯烷酮作为新型配位溶剂,抑制了高溴含量钙钛矿的中间相结晶,成功制备出效率高达27.3%的柔性两端钙钛矿/CIGS叠层电池,展现了在航空航天和移动设备领域的巨大潜力 。

3. 碳基钙钛矿电池的绿色突破

兰州理工大学省部共建国家重点实验室在《Journal of Energy Chemistry》上连续发表论文,针对碳基钙钛矿电池的空穴抽取效率低和晶格缺陷问题,提出了P3HT掺杂和路易斯酸碱缺陷调控策略,实现了18.78%的光电转换效率,为低成本、高稳定性的商业化应用提供了新思路 。

结语

钙钛矿叠层电池连续突破33%效率关口,到原子级界面键合技术解决稳定性痛点,2026年的钙钛矿研究正以前所未有的速度向产业化迈进。无论是与晶硅结合的刚性叠层,还是面向未来的柔性轻质组件,钙钛矿技术的多维度发展正在重塑光伏技术的版图。

势创智能将持续跟踪这些前沿技术动态,致力于推动高效、稳定的钙钛矿光伏技术从实验室走向规模化应用,为全球能源转型贡献创新力量。

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