再创新高!新型钙钛矿光伏器件光电转换率达25.19%

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-11-06 14:18:01

科技日报记者从南京工业大学(以下简称“南工大”)获悉,该校科研团队采用“全真空热蒸发”技术,制备出0.066平方厘米的钙钛矿光伏器件,光电转换效率高达25.19%,且该器件在持续工作超过1000小时后,性能依然保持在95%以上。同时,此方法制备的1平方厘米器件,效率也达到23.38%,展现出较大的产业化潜力。相关研究成果发表在国际学术期刊《自然·光子学》上。

“目前在国际上,实验室最常用的光电转化制备方法是溶液法,譬如旋涂、涂布等。”论文第一作者、南工大博士生徐雨田介绍,“溶液制备过程中,通常会使用到N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等有毒溶剂,这对健康和环境不友好,也限制了大规模生产。”

论文通讯作者、南工大副教授郭庆勋解释,此次研究中,团队采用的“全真空热蒸发”技术,像在真空罐里“蒸镀”薄膜。它将原材料加热,使其以分子或原子的形式“飞”到基板上,均匀凝结成膜。这种方法全程无溶剂,工艺控制精准,膜层均匀致密,被认为是将高性能钙钛矿光伏器件从实验室推向生产线的“理想候选人”。

如何在均匀成膜的基础上,提高光电转换效率,成为团队攻克的又一难题。论文共同通讯作者、南工大教授陈永华说,团队创新性地采用了“反向逐层”沉积策略。

“传统做法可能是先铺金属卤化物的‘砖块’,再浇甲脒氢碘酸盐的‘水泥’;而我们反其道而行之,先沉积‘水泥’,再沉积‘砖块’。”陈永华说,这一顺序结合一种自组装分子,可以在后续退火时,极大促进固态原料之间的相互反应和扩散,最终“生长”出高质量的钙钛矿晶体薄膜。

借助这些独特技术,团队攻克了钙钛矿光伏器件效率瓶颈,将小面积电池效率提升至25.19%,更实现了器件的工作稳定性。

论文共同通讯作者、中国科学院院士黄维表示,“此项成果,不仅刷新了全真空热蒸发技术的世界纪录,也为未来进一步优化工艺、提升器件性能、规模化制造更大面积高效、稳定、环境友好的钙钛矿光伏器件提供了科学基础。”

《中国科技网》:https://www.stdaily.com/web/gdxw/2025-11/02/content_425443.html

参考消息来源:南京工业大学常青藤新闻网


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