中國科學院半導體研究所傳來消息,由游經碧研究員領銜的科研團隊在鈣鈦礦太陽能電池領域取得重大突破。該團隊研發的原型器件光電轉換效率達27.2%,相關研究成果已發表于國際權威學術期刊《科學》。
實驗數據顯示,該器件在標準太陽光照射及最大功率輸出條件下持續運行1529小時后,仍能保持初始效率的86.3%。在85℃光熱耦合加速老化測試中,經過1000小時運行后效率維持率達82.8%,展現出優異的穩定性。這一成果標志著鈣鈦礦電池在實用化進程中邁出關鍵一步。
作為新一代太陽能電池的代表,鈣鈦礦電池憑借低成本印刷制備工藝和高光電轉換效率備受關注。經過十六年發展,其效率已從最初的3.8%提升至超過26%,接近單晶硅電池水平,但距離理論極限仍存在提升空間。制備高質量鈣鈦礦半導體薄膜是實現高效電池的核心要素。
研究團隊創新性地引入堿金屬草酸鹽,通過解離出的鉀離子與氯離子形成強結合,有效抑制氯元素的垂直遷移,使其在材料中均勻分布。這一方法成功制備出載流子壽命達20微秒、界面缺陷態密度低至10每立方厘米的優質薄膜,為提升電池性能奠定基礎。
該突破實現了效率與穩定性的雙重提升,為鈣鈦礦電池的產業化應用提供了關鍵技術支撐。實驗表明,通過優化薄膜制備工藝,可顯著改善器件的長期運行穩定性,為解決鈣鈦礦電池商業化難題提供了新思路。











