澎湃新聞從南京大學(xué)獲悉，經(jīng)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)JET第三方認(rèn)證，由南大與仁爍光能團(tuán)隊制備的大面積全鈣鈦礦疊層太陽電池的穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)28.2%，刷新了該尺度全鈣鈦礦疊層太陽電池的世界紀(jì)錄效率，進(jìn)一步推動了全鈣鈦礦疊層太陽電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。相關(guān)研究論文10月14日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

最新太陽能電池世界紀(jì)錄效率表（疊層電池部分）。《Solar cell efficiency tables》是由“太陽能之父”Martin Green教授與美、日、意、澳等多國科學(xué)家聯(lián)合編撰的國際權(quán)威榜單，代表了全球光伏領(lǐng)域的最前沿水平。

全鈣鈦礦是近年來鈣鈦礦光伏電池研究的前沿方向之一。理論上，全鈣鈦礦的制造成本比常見的晶硅材料更低，同時更輕薄、可彎曲，潛在應(yīng)用場景更廣。國家能源局、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確提出，需要大力開展鈣鈦礦/鈣鈦礦（簡稱“全鈣鈦礦”）高效疊層電池制備及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究。

南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院譚海仁教授課題組一直致力于新型全鈣鈦礦疊層電池技術(shù)的研究。近年來，該團(tuán)隊在小面積全鈣鈦礦疊層太陽電池中接連取得突破，先后實(shí)現(xiàn)24.8%（Nature energy 864, 4, 2019）、26.4%（Nature 603, 73, 2022）與28.0%（Nature 620, 994, 2023）的認(rèn)證紀(jì)錄效率。然而，大面積全鈣鈦礦疊層太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率與小面積疊層電池仍有較大差距，制約了鈣鈦礦疊層電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

功能層的不均勻成膜是限制大面積全鈣鈦礦疊層電池性能提升的重要因素。對此，研究人員在鈣鈦礦與電子傳輸層之間引入了多種插入層分子，并使用大面積光致發(fā)光圖像研究了薄膜的均勻性。最終，該團(tuán)隊使用混合兩種分子的后處理溶液開發(fā)了一種定制的二維鈣鈦礦插入層來優(yōu)化鈣鈦礦器件在電子傳輸層界面處的均勻性及性能。

利用新方法制備的電池，面積達(dá)到1.05平方厘米，實(shí)驗(yàn)中一度取得28.5%的光電轉(zhuǎn)化效率，且電流沒有發(fā)生明顯損失。后經(jīng)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)JET認(rèn)證，新電池的穩(wěn)態(tài)效率以28.2%的數(shù)值記錄下來，目前仍為該尺寸的最高值。

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的“最佳太陽電池效率”表。

相關(guān)結(jié)果已被收錄到國際權(quán)威的太陽能電池世界紀(jì)錄效率表《Solar cell efficiency tables》中。最近，由美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的最新版“最佳太陽電池效率”表，收錄了譚海仁教授團(tuán)隊創(chuàng)造的6項(xiàng)世界紀(jì)錄。