中新社北京7月14日电 （记者 孙自法）在清洁能源领域，太阳能电池如何实现稳定、高效的光电转换，一直以来广受关注。
中国科学院化学研究所李永舫院士、孟磊研究员团队最近在钙钛矿-有机叠层太阳能电池研究上取得重大突破性进展，他们创新提出“全阶段调控”策略，通过引入一种可光转换的添加剂分子，成功制备出稳态光电转换效率达到28.04%的高性能钙钛矿-有机叠层太阳能电池。这也是该团队继2024年突破世界纪录之后，再次刷新钙钛矿-有机叠层太阳能电池光电转换效率的世界纪录。
本项研究制备的钙钛矿-有机叠层太阳能电池器件。(中国科学院化学研究所 供图)
这项标志着钙钛矿-有机叠层太阳能电池向实际应用迈出关键一步、有望为人类迈向更远太空提供重要能源保障的重要科研成果论文，北京时间13日夜间在国际学术期刊《自然》上线发表。
近年来，以钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池为代表的新一代光伏技术发展迅速。为进一步提升太阳能电池的光电转换效率，更充分利用太阳光谱的叠层太阳能电池技术应运而生。其中，基于宽带隙钙钛矿前电池、窄带隙有机后电池构建的钙钛矿-有机叠层太阳能电池展现出独特优势：前电池、后电池两者在光谱吸收和器件稳定性上形成互补，展现出“1+1>2”的协同效应，被认为是兼具高效率、高稳定和广泛应用前景的重要新一代光伏技术方向。
论文第一作者、中国科学院化学研究所博士生吴睿涵说，研究团队在2024年揭示宽带隙钙钛矿上表面有效钝化机制、实现26.4%（经第三方认证为25.7%）的叠层器件效率基础上，破解系列科技难题，设计出一种可光转换的添加剂分子TDB，在结晶成膜阶段、光照运行阶段均发挥重要作用。
论文共同通讯作者孟磊研究员表示，本项研究的关键技术是新引入TDB分子，通过“全阶段调控”策略，让高溴含量宽带隙钙钛矿从“惧光”变成“驭光”。
研究团队将经优化的宽带隙钙钛矿前电池与窄带隙有机后电池结合，制备出钙钛矿-有机叠层太阳能电池，实现28.8%（第三方认证稳态效率达28.04%）的光电转换效率，再次创下该类器件光电转换效率的世界纪录。
在持续光照运行625小时后，钙钛矿-有机叠层太阳能电池器件仍保持初始效率的90%，展现出良好的工作稳定性。
论文共同通讯作者李永舫院士表示，钙钛矿-有机叠层太阳能电池兼具轻量化、柔性化和高比功率优势，将为能源结构进一步转型和地球可持续发展提供新的科学技术路径，可广泛应用于建筑、交通、可穿戴设备等地面场景，也有潜力在卫星等航天领域发挥积极作用。（完）