南京大学谭海仁团队将大面积全钙钛矿叠层组件稳态效率创纪录提升至24.5%

　　上证报中国证券网讯（记者 王玉晴）记者2月23日获悉，近日，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁课题组在大面积全钙钛矿叠层组件领域取得新突破。经国际第三方权威认证机构JET测试，该课题组研发的大面积全钙钛矿叠层组件稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件效率的世界纪录，为全钙钛矿叠层电池的量产和商业化应用奠定了技术基础。相关研究成果于2024年2月23日以《Homogeneous crystallization and buried interface passivation for perovskite tandem solar modules》为题，发表于《Science》期刊。

　　据悉，相关结果已被收录到国际权威的太阳能电池世界纪录效率表《Solar cell efficiency tables》中。

　　为实现“双碳”重大战略目标，加快建设新型低碳清洁能源体系，国家能源局、科学技术部联合印发《“十四五”能源领域科技创新规划》，明确指出要大力开展钙钛矿/钙钛矿（简称“全钙钛矿”）高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。

　　据介绍，谭海仁教授课题组一直致力于新型全钙钛矿叠层电池技术的研究。近年来，团队通过晶粒表界面钝化策略实现了认证纪录效率达28.0%的小面积全钙钛矿叠层电池（Nature 620, 994, 2023），并进一步通过可量产化制备技术实现了21.7%认证效率的大面积叠层组件（Science 376, 762, 2022）。

　　然而，大面积全钙钛矿叠层组件的光电转换效率与小面积叠层电池有较大差距，制约了钙钛矿叠层电池的产业化进程，其中窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是限制大面积组件性能提升的关键问题。现有的规模化制备技术开发均聚焦于常规带隙钙钛矿薄膜，而含锡钙钛矿薄膜的结晶速度快，大面积量产制备的时间窗口短，易出现成膜不均匀问题。此外，刮涂制备窄带隙钙钛矿时，气吹辅助过程造成了缓慢的至上而下结晶，这种不同步的结晶过程使得铅锡钙钛矿的底部界面出现大量缺陷，严重限制了电池的光电性能。

　　为了解决上述关键问题，谭海仁教授研究团队通过向前驱体溶液中加入一种多功能两性离子缓冲液-甘氨酰胺盐酸盐，实现了铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化，大幅延长了钙钛矿薄膜大面积成膜的制备窗口时间，实现了铅锡钙钛矿薄膜的大面积、均匀化制备。