中國科學院某研究所的科研團隊在鈣鈦礦太陽能電池領域取得關鍵突破，成功開發出新型氧化錫納米材料并構建二維/三維異質結結構，為高效穩定鈣鈦礦光伏組件的商業化應用鋪平道路。相關研究成果近日發表于國際權威能源期刊《自然·能源》。
作為新一代光伏技術代表，鈣鈦礦太陽能電池的能量轉換效率已逼近傳統晶硅電池，其低成本、易加工的特性更引發全球科研機構與企業的高度關注。然而，電池內部界面存在的微觀缺陷長期制約著其穩定性與使用壽命，這些缺陷如同道路坑洼般阻礙電流傳輸，并導致器件性能快速衰減。
針對這一技術瓶頸，研究團隊創新性地合成出油胺修飾的氧化錫納米材料。通過將長鏈油胺配體接枝于氧化錫納米顆粒表面，該材料在制備過程中保持穩定，僅在加熱退火階段被激活，在電池底層界面自發形成二維鈣鈦礦結構。這種結構與原有的三維鈣鈦礦層形成復合異質結，如同為電池界面覆蓋了保護性薄膜。
實驗數據顯示，新型異質結結構使鈣鈦礦材料的缺陷密度降低至原有水平的十分之一，顯著優化了電荷傳輸路徑。基于此技術制備的小面積電池（0.09平方厘米）實現26.19%的光電轉換效率，創下同類器件新紀錄。更值得關注的是，研究團隊將技術成功放大至工業級尺寸，6×6平方厘米和10×10平方厘米組件分別取得23.44%與22.22%的轉換效率，驗證了其規模化生產潛力。
在穩定性測試中，采用該技術的鈣鈦礦電池展現出卓越的耐久性。連續光照運行3000小時后，器件仍能保持95%以上的初始性能，較傳統結構電池的壽命提升數倍。這項突破有效解決了鈣鈦礦光伏商業化進程中效率與穩定性難以兼顧的核心難題，為清潔能源技術發展注入新動能。
