科技日报记者 李禾
近年来，晶硅-钙钛矿叠层太阳能电池发展迅猛，但电池存在显著的界面非辐射复合问题。针对空穴传输层造成的界面复合问题，隆基绿能团队联合苏州大学开展研究，在新型有机自组装分子材料（SAM）设计及晶硅-钙钛矿叠层器件取得了突破性进展。相关研究成果于7月7日在线发表于国际学术期刊《自然》。
据悉，在光伏领域，界面非辐射复合会影响器件的效率，抑制非辐射复合被证实可以提升器件效率。
隆基绿能研发团队负责人说，研究人员提出了一种具有非对称结构的自组装分子（HTL201），作为宽带隙钙钛矿子电池的空穴选择层。HTL201与钙钛矿之间的强相互作用促进了高品质钙钛矿薄膜沉积，显著降低表面界面非辐射复合水平。在上述研究基础上，团队研发的晶硅-钙钛矿串联叠层电池，其开路电压（即电池在无电流通过时，正负极之间的电位差）接近2.0伏、认证效率高达34.6%。这项研究也为新型材料开发，以及进一步提升晶硅-钙钛矿叠层效率提供了重要的技术方案。
此前，隆基绿能研发团队在晶硅-钙钛矿叠层太阳能电池上取得了多项成果。2024年9月，该团队在《自然》发表的论文显示，已将晶硅-钙钛矿叠层电池效率提升到33.9%，首次从实验上证明双结叠层太阳能电池效率超过单结S-Q理论效率极限，具有里程碑意义。
据悉，对于单结光伏器件，无论采用什么材料，能量转换效率最高都不能超过33.7%，即半导体中最常用也是最经典的效率极限——肖克利-奎伊瑟极限（简称S-Q极限）。
隆基绿能还联合中国科学院长春应用化学研究所等研究团队，成功开发了一种新型有机自组装分子。该分子展现出优异的载流子传输能力，在实际工况下的结构稳定性以及卓越的组装均匀性，使得基于该材料的钙钛矿太阳能电池在效率、稳定性方面均取得显著进展。相关研究成果于今年6月26日发表在国际学术期刊《科学》上。
隆基绿能研发团队负责人表示，团队通过发表三篇学术论文，向全行业公开了团队创造的33.9%、34.2%和34.6%三次世界纪录效率，分别收录于马丁格林世界纪录效率表第63版、第64版和第65版。据悉，隆基绿能联合苏州大学、长春应化所等学术机构针对重大关键问题开展校企合作协同创新攻关，为构建我国叠层太阳能电池的“产学研用”良性生态贡献了力量。
（受访者供图）
