首次！中国科学院合肥物质科学研究院最新发现！
“科学岛”新成果或将打破瓶颈
科研团队将钙钛矿太阳能电池转换率提升至26.1%，相关成果已发表
11月2日，记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院固体物理研究所、中国科学院光伏与节能材料重点实验室潘旭研究员和田兴友研究员团队与相关合作者，首次发现钙钛矿阳离子面外分布不均匀是影响电池性能的主要原因，进而通过均匀化钙钛矿薄膜，将此类太阳能电池的转换率提升至26.1%。这开辟了提升电池器件稳定性的新途径，有望打破钙钛矿太阳能电池的效率瓶颈。
钙钛矿太阳电池，是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，属于新概念太阳能电池。
在太阳能电池领域，追求更高转换率（即将太阳光转化为电能的效率），并维持电池高转换率的稳定性是最核心的问题。以往，太阳能电池研究大多数在表界面，行业内提出了一些技术路径，将转换率提高了不少。但近年来，相关技术路径逐渐进入了“瓶颈期”，效率提升速度明显放缓。
此次，研究团队突破了表界面，从更深层次的“相”的尺度开展研究。研究中，科研人员发现，钙钛矿薄膜内往往不可避免地会发生相分离现象，有效管理卤素相分离有助于提高器件性能。
高效率钙钛矿材料往往通过采用纯碘体系下的阳离子掺杂组分获得，深入研究阳离子面外方向分布，有望推动钙钛矿太阳电池效率的进一步提升。但是钙钛矿体相的不同阳离子组分分布以及影响电池稳定性和效率损失的原因目前尚不清楚。
基于此，研究团队选择从不同组分阳离子钙钛矿体相面外方向的分布入手，通过一系列创新实验和深度剖析，首次可视化观测验证了钙钛矿薄膜的阳离子组分在面外不均匀分布。
研究团队进一步分析了背后的机理并提出了应对策略。团队设计了PSP分子以弥补不同阳离子间的结晶与相转速率差，制备出均匀化的钙钛矿薄膜。最终，利用PSP策略制备的反式钙钛矿太阳电池获得了26.1%的最高效率，认证效率为25.8%。此外，经2500小时最大功率电追踪后，未封装的器件仍保持很高的可靠运行稳定性。
该研究工作表明，通过均匀化钙钛矿组分面外分布，可获得优异电池性能。这开辟了提升电池器件稳定性的新途径，有望打破钙钛矿太阳电池的效率瓶颈，为进一步提升高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了明确的方向，对推动钙钛矿型太阳能电池走向商业化发展具有重要意义。相关成果于11月2日在线发表在国际知名学术杂志《自然》（Nature）上，并被选为编辑精选作为重点内容推荐。
【此文系转载，来源于 合肥在线-合肥晚报 ，版权归属原作者】实习编辑：屠敏