钙钛矿电池光电转换效率纪录刷新

中化新网讯 近日，中国科学院化学研究所院士李永舫、研究员孟磊团队，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，成功制备出新型钙钛矿—有机叠层太阳能电池。经第三方机构认证，该电池的稳态光电转换效率达到28.04%，刷新世界纪录。

据悉，钙钛矿—有机叠层太阳能电池的上层钙钛矿吸收可见光，下层有机物吸收近红外光，理论发电效率远超单一材料电池。但是，这种叠层电池的薄膜中需要同时添加碘和溴两种元素，在制备过程中或持续光照下，碘离子和溴离子容易分离。“这种相分离现象一旦发生，电池电压就会不断下降，性能持续衰退，成为阻碍其走向应用的致命短板。”孟磊介绍。

研究团队向材料中加入一种TDB添加剂分子，在电池薄膜成型之初，TDB能使碘和溴均匀混合；当电池工作时，TDB被光激活，转化成新结构的TAB分子，新分子能够锚定在材料晶界上，抑制卤素离子迁移和相分离。凭借这一调控策略，团队制成的宽带隙钙钛矿太阳能电池的开路电压创下同类型电池最高纪录，将其与底层有机太阳能电池精准叠加后，整个叠层器件的实验室最高光电转换效率达28.80%，认证稳态效率锁定在28.04%。在持续光照625小时后，叠层太阳能电池仍保持初始效率的90%，展现出稳定性。

李永舫表示，这种钙钛矿有机叠层太阳能电池兼具轻薄与柔性优势，有望用于建筑、交通、可穿戴设备和太空能源等领域。