我国研发电子共振结构钙钛矿光伏电池
苏州大学与东南大学团队提出“电子共振”策略,合成新型自组装单分子界面材料,解决柔性钙钛矿光伏电池效率与稳定性痛点。光电转化效率达26.64%,高温下运行1080小时后效率保持99%以上,成果发表于《自然》。
柔性钙钛矿光伏电池突破:电子共振策略解决效率与稳定性难题
最近,柔性钙钛矿光伏电池领域传来一个好消息。苏州大学李耀文、陈先凯与东南大学张天恺三位学者,联手提出了一项名为“电子共振”的新策略,成功攻克了柔性钙钛矿光伏电池效率不高、稳定性不足这两大长期痛点。相关成果刚刚在顶尖学术期刊《自然》上发表。
技术背景:柔性光伏的应用前景与挑战
先说说这项技术为什么值得关注。传统的晶硅光伏电池板,硬邦邦的,应用场景天然受限。而钙钛矿光伏电池,被称为下一代光伏技术的重点研发方向,就因为它轻、薄、柔。未来,它不仅能成为空间站、深空探测基地的理想能源,还能附着在衣物上,甚至紧贴皮肤——真正实现“哪里能晒太阳,哪里就能发电”。
但理想很丰满,现实却很骨感。柔性钙钛矿光伏电池里有一层自组装单分子界面材料,在长时间高温光照下,这层材料容易“罢工”——脱附失效,直接限制了电池的寿命。这才是问题的关键所在。
2025年12月11日,李耀文(右一)指导团队师生检测柔性钙钛矿光伏电池。(苏州大学供图)
五年攻关:从分子结构入手实现电子共振
团队花了5年时间,把材料化学、界面物理、理论计算、器件工程这些学科揉在一起,从分子内部的电子结构入手,设计并合成了一种全新的自组装单分子界面材料。这种材料的核心秘密,就是“电子共振”效应——它能让分子与柔性电极之间实现共价键合,就像给电极和材料之间焊上了一道牢固的“锁”。
实验结果:效率达26.64%,稳定性超国际标准
实验结果很震撼。团队用这种新材料制备的样品,经第三方权威机构认证,光电转化效率一举达到26.64%。更厉害的是稳定性:在高温环境下,以最大功率点追踪运行1080小时后,效率依然维持在初始值的99%以上。多项稳定性测试,全部达到国际标准。
同行评价:审稿专家肯定创新思路
《自然》的审稿专家也给出了高度评价。他们指出,单分子界面材料虽然是热门研究方向,但以往的研究大多盯着局部性能的优化,而这次,团队直接聚焦“界面材料与柔性电极间的脱附”这个核心问题,打开了一个全新的研究思路。
产业化进展:成果将转入中试环节
话说回来,李耀文透露,团队已经准备把这项成果转入中试环节,推动钙钛矿光伏电池的产业化。从实验室到生产线,这一步,至关重要。
