我国光伏领域迎来关键性技术革新。苏州大学李耀文、陈先凯团队联合东南大学张天恺团队历经五年攻关,成功研发出具备“电子共振”结构的新型钙钛矿光伏电池,突破性解决了柔性钙钛矿电池长期存在的光电转化效率不足、运行稳定性薄弱的行业核心瓶颈。该重磅研究成果已正式刊发于国际顶级学术期刊《自然》,获得国际学界高度认可,为我国高效柔性光伏产业规模化落地筑牢技术根基。
作为新一代光伏技术代表,钙钛矿光伏电池具备轻薄、柔性、低成本、制备工艺简单等显著优势,在便携式能源、建筑光伏一体化、柔性可穿戴设备等领域拥有广阔应用前景。但长期以来,电池界面结合力弱、电荷传输效率低、高温工况下性能衰减快等问题,始终制约着其产业化进程,效率与稳定性无法兼顾的痛点成为全球光伏领域亟待攻克的技术难题。
本次我国科研团队创新提出“电子共振”调控策略,突破传统界面改性技术局限,从分子内部电子结构出发,自主设计并合成出拥有“电子共振”结构的自组装单分子界面新材料。依托独特的电子共振效应,新型材料可实现分子与柔性电极之间的稳固共价键合,彻底改变传统电池物理吸附的结合模式,构建出原子级自适应的界面调控体系,有效修复钙钛矿界面缺陷、优化电荷传输路径,大幅提升电池光电转换能力与结构稳定性。
经第三方权威机构全面检测认证,这款搭载电子共振结构的钙钛矿光伏电池核心性能指标达到国际顶尖水平。其光电转化效率成功突破26.64%,较传统柔性钙钛矿电池实现显著提升;在65℃高温严苛工况下,通过最大功率点追踪模式持续运行1080小时后,电池效率仍可维持在初始数值的99%以上,性能衰减几乎可以忽略,多项稳定性测试指标全面达标国际先进标准,彻底打破了效率与稳定性相互制约的行业困境。
据科研团队介绍,该研究融合材料化学、界面物理、理论计算、器件工程等多学科交叉技术,创新构建的电子共振界面调控体系,实现了钙钛矿电池界面缺陷精准调控、电荷高效传输与结构长效稳定的多重突破。《自然》审稿专家对该成果给予高度评价,认为单分子界面材料与电子共振调控策略是光伏领域的热门前沿方向,为高性能钙钛矿器件的迭代升级提供了全新技术思路与理论支撑。
此次技术突破,不仅标志着我国在柔性钙钛矿光伏核心技术领域实现自主领跑,有效填补了国际高端柔性光伏技术空白,更大幅降低了光伏电池的运维成本与应用门槛。相较于传统光伏电池,新型电子共振结构钙钛矿电池兼具高效发电、长效稳定、轻薄柔性、适配性强等优势,可广泛适配各类复杂应用场景,为建筑光伏一体化、户外柔性发电装备、新能源便携设备等产业化场景提供核心技术支撑,有力推动我国新能源光伏产业向高效化、柔性化、规模化、低成本化方向高质量发展,为全球清洁能源技术革新注入中国动力。