中国科研团队突破钙钛矿电池瓶颈：27.2%效率与超长稳定性双突破

自中国科学院半导体研究所传来消息，该所游经碧研究员团队在钙钛矿太阳能电池领域实现里程碑式突破。团队研发的钙钛矿太阳能电池原型器件经权威认证，光电转换效率达27.2%，同时在极端环境测试中展现出卓越稳定性——在1个标准太阳光下持续运行1529小时后仍保持86.3%初始效率，在85℃光热耦合加速老化条件下运行1000小时后维持82.8%效率。相关成果发表于国际顶级学术期刊《科学》，为钙钛矿电池产业化铺平关键道路。

研究团队聚焦钙钛矿薄膜生长过程中的关键瓶颈——氯元素分布不均问题。传统工艺中，辅助材料甲基氯化铵（MACl）虽能促进晶体生长，但其氯离子在结晶过程中易向上表面富集，导致界面缺陷密度激增、载流子复合损失严重。团队创新提出“垂直方向均匀化氯元素分布策略（HVCD）”，通过在薄膜生长阶段引入碱金属草酸盐，利用钾离子与氯离子的强结合作用，将氯元素均匀锁定在钙钛矿晶格中。这一技术使薄膜载流子寿命从行业平均的5微秒跃升至20微秒，界面缺陷态密度降至每立方厘米10¹³个量级，较传统工艺降低两个数量级。

经日本JET、美国NREL等国际权威机构认证，基于HVCD技术的钙钛矿电池在0.074平方厘米小面积器件上实现27.2%转换效率，14.6平方厘米模组效率达21%，刷新同类技术纪录。稳定性测试中，器件在模拟实际工况的连续光照条件下（40-50℃环境温度）运行1529小时后效率衰减仅13.7%，在85℃高温高湿环境中经1000小时加速老化后仍保持82.8%初始效率，远超IEC61215标准要求的2000小时衰减不超过15%的基准。

“这项研究解决了钙钛矿电池效率与稳定性的根本矛盾。”中国科学院院士李树深评价道。团队通过材料基因工程方法筛选出最优碱金属草酸盐组合，结合原位表征技术揭示了氯元素迁移的原子级机制，为后续大面积制备提供了理论支撑。据悉，该技术已进入中试阶段，预计2027年实现GW级产能落地，届时中国将主导全球钙钛矿电池标准制定。