- 無鉛太陽能電池光電轉換效率實現突破
- 2025年10月23日來源：科技日報
提要：梁佳介紹，研究團隊過去5年圍繞缺陷調控、界面優化、載流子抽取等關鍵科學問題持續攻關，系統建立了從材料生長到能帶調控、界面工程的完整技術體系，最終成功制備出綠色環保和轉換高效的錫基鈣鈦礦太陽能電池。經第三方權威認證，該太陽能電池光電轉換效率達到17.7%，刷新了此前錫基鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率約16.5%的世界紀錄。
記者10月20日從復旦大學獲悉，該校智能材料與未來能源創新學院青年研究員梁佳團隊研發出錫基鈣鈦礦太陽能電池，其實現全生命周期無害化，突破了該領域光電轉換效率的世界紀錄。這一創新成果攻克了無鉛、可持續綠色光伏技術領域的關鍵難題，標志著我國在清潔能源材料領域再獲突破。相關論文日前在線發表于《自然》。
長久以來，科研人員重點關注提升鉛基鈣鈦礦太陽能電池效率，但其可能帶來的鉛污染始終如“達摩克利斯之劍”般懸于頭頂。錫基鈣鈦礦太陽能電池雖綠色無害，但器件的穩定性和光電轉換效率卻比較低。
針對這一問題，梁佳團隊提出了一種巧妙的“雙層空穴傳輸層”結構。該結構以穩定性優異的氧化鎳為底層基底，并在其上構筑一層自組裝單分子層，從而形成均一且功能協同的復合功能層。“氧化鎳與鈣鈦礦直接接觸，表面的氧空位會引起錫基鈣鈦礦的分解，自組裝的分子層能夠分隔開氧化鎳與鈣鈦礦。”梁佳解釋。
梁佳介紹，研究團隊過去5年圍繞缺陷調控、界面優化、載流子抽取等關鍵科學問題持續攻關，系統建立了從材料生長到能帶調控、界面工程的完整技術體系，最終成功制備出綠色環保和轉換高效的錫基鈣鈦礦太陽能電池。經第三方權威認證，該太陽能電池光電轉換效率達到17.7%，刷新了此前錫基鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率約16.5%的世界紀錄。
依托前期成果，梁佳團隊同步開展了大面積電池制備與可擴展性研究，推動技術從實驗室走向實際應用。目前，團隊已成功制備出數平方厘米級的高質量錫基鈣鈦礦薄膜，實現在大面積器件上的紀錄級效率。
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