記者從南京大學獲悉，經國際權威機構JET第三方認證，由南大與仁爍光能團隊製備的大面積全鈣鈦礦疊層太陽電池的穩態光電轉換效率高達28.2%，刷新了該尺度全鈣鈦礦疊層太陽電池的世界紀錄效率，進一步推動了全鈣鈦礦疊層太陽電池的產業化進程。相關研究論文10月14日發表在國際學術期刊《自然》上。

最新太陽能電池世界紀錄效率表（疊層電池部分）。《Solar cell efficiency tables》是由“太陽能之父”Martin Green教授與美、日、意、澳等多國科學家聯合編撰的國際權威榜單，代表了全球光伏領域的最前沿水準。

全鈣鈦礦是近年來鈣鈦礦光伏電池研究的前沿方向之一。理論上，全鈣鈦礦的製造成本比常見的晶矽材料更低，同時更輕薄、可彎曲，潛在應用場景更廣。國家能源局、科學技術部聯合印發的《“十四五”能源領域科技創新規劃》明確提出，需要大力開展鈣鈦礦/鈣鈦礦（簡稱“全鈣鈦礦”）高效疊層電池製備及產業化生產技術研究。

南京大學現代工程與應用科學學院譚海仁教授課題組一直致力於新型全鈣鈦礦疊層電池技術的研究。近年來，該團隊在小面積全鈣鈦礦疊層太陽電池中接連取得突破，先後實現24.8%（Nature energy 864, 4, 2019）、26.4%（Nature 603, 73, 2022）與28.0%（Nature 620, 994, 2023）的認證紀錄效率。然而，大面積全鈣鈦礦疊層太陽電池的光電轉換效率與小面積疊層電池仍有較大差距，制約了鈣鈦礦疊層電池的產業化進程。

功能層的不均勻成膜是限制大面積全鈣鈦礦疊層電池性能提升的重要因素。對此，研究人員在鈣鈦礦與電子傳輸層之間引入了多種插入層分子，並使用大面積光致發光圖像研究了薄膜的均勻性。最終，該團隊使用混合兩種分子的後處理溶液開發了一種定制的二維鈣鈦礦插入層來優化鈣鈦礦器件在電子傳輸層介面處的均勻性及性能。

利用新方法製備的電池，面積達到1.05平方釐米，實驗中一度取得28.5%的光電轉化效率，且電流沒有發生明顯損失。後經國際權威機構JET認證，新電池的穩態效率以28.2%的數值記錄下來，目前仍為該尺寸的最高值。

美國國家可再生能源實驗室發佈的“最佳太陽電池效率”表。

相關結果已被收錄到國際權威的太陽能電池世界紀錄效率表《Solar cell efficiency tables》中。最近，由美國國家可再生能源實驗室發佈的最新版“最佳太陽電池效率”表，收錄了譚海仁教授團隊創造的6項世界紀錄。

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來源：中國澎湃新聞