钙钛矿薄膜生产两大难题攻克

南京大学教授谭海仁团队联袂仁烁光能（苏州）有限公司，攻克了钙钛矿薄膜生产中绿色溶剂制备以及薄膜制备均匀性难题，实现了钙钛矿光伏组件光电转换效率和组件长期运行可靠性的双重突破。该成果论文日前刊发于国际期刊《科学》。

　　作为极具发展潜力的新一代光伏技术，钙钛矿太阳能电池具备成本低、效率高、能耗少、可柔性制备等优势。发展钙钛矿太阳能电池被视为推动能源结构绿色转型的重要方向。

　　论文共同通讯作者、南京大学功能材料与智能制造研究院助理教授肖科介绍，在此次研究中，团队创新性地设计了一种由γ-戊内酯、二甲基亚砜和2-甲基四氢呋喃组成的混合绿色溶剂体系，并创新制备工艺，实现了钙钛矿光伏组件在制造过程中的环境友好。

　　此外，大面积制备钙钛矿薄膜时，因溶剂挥发不均，易导致薄膜边缘处结晶质量差这一“边缘效应”。为突破这一瓶颈，团队创新性提出“溶剂限制边缘保护”策略。肖科说，团队在钙钛矿前驱体中引入十四烷基三甲基氯化铵添加剂，如同为钙钛矿薄膜边缘穿上“防护服”，确保薄膜不同区域的溶剂挥发速度基本一致，从而使钙钛矿结晶更加均匀，提高组件量产效率。

　　基于上述方法，研究团队制备了0.72平方米的商用钙钛矿光伏组件。经美国国家可再生能源实验室认证，其稳态光电转换效率达17.2%，创下了2024年的世界纪录。该组件同时通过了多国相关检验机构的认证和许可。

　　“此次研究突破了钙钛矿太阳能电池产业化的关键瓶颈，是推动其迈向商业化进程的重要一步。”肖科介绍，目前，该技术已由南京大学与仁烁光能（苏州）有限公司共同提交专利申请，并在150兆瓦中试生产线上稳定运行。