创新双层界面钝化策略将钙钛矿/硅串联太阳能电池的转换效率提升至33.89%纪录新高

双端钙钛矿/硅串联太阳能电池的能量转换效率远超单结太阳能电池，为光伏领域带来革命性突破。然而，未能有效优化器件界面，最大化电荷提取效率并降低能量损耗，令其广泛应用潜力仍然受到限制。香港理工大学（理大）研究团队提出创新的双层界面钝化策略，成功将钙钛矿/硅串联太阳能电池的转换效率提升至33.89%的纪录新高，推动太阳能技术发展迈向新的里程碑。

长久以来，钙钛矿与电子传输层界面处所发生的载流子复合问题，都令钙钛矿/硅串联太阳能电池的效率提升受到严重限制。理大应用物理学系助理教授殷骏教授带领的研究团队结合先进材料设计和器件优化策略，研制出高效钙钛矿/硅串联太阳能电池，为界面工程带来重大突破。此项研究与隆基绿能科技股份有限公司及苏州大学合作完成，成果已发表于国际期刊《自然》。

团队创新性地结合纳米级超薄氟化锂层（LiF）和乙二胺碘（EDAI）分子沉积，同时实现场钝化和化学钝化，达至双层交织钝化，有助维持高效的电子提取，并抑制非辐射复合现象。团队再将应用了此策略的钙钛矿材料，与具有前表面纹理平缓、后表面高度纹理化的独特设计的双纹理硅异质结电池组合，成功构建高效能钙钛矿/硅串联太阳能器件，能在增强光电流捕获能力的同时，维持电池后侧的钝化效果，实现光吸收及电荷传输的协同优化。

运用此双层界面钝化策略制成的钙钛矿/硅串联太阳能电池通过独立机构认证，展现出高达33.89%的能量转换效率，首次突破Shockley-Queisser极限提出单结太阳能电池的最大能量转换率（即33.7%）。此外，电池亦表现出其他卓越的光伏性能，包括填充因子高达83%、开路电压接近1.97 V，长期稳定性也有显著提升。

这项突破性研究克服了太阳能电池的能量转换效率瓶颈，不仅进一步开拓了钙钛矿技术在光伏领域的应用前景，更为可再生能源的发展提供全新思路，有望加速高效太阳能技术的商业化进程，为实现绿色低碳未来提供强大支撑。

殷教授表示：「我们的目标是突破太阳能电池的传统效率局限，并整合钙钛矿等先进材料和成熟的硅基技术，充分发挥两者的协同优势，从根本上提升太阳能电池的光电性能。这项跨学科研究项目不仅展现了光伏技术的无限潜力，也为可再生能源及新质生产力的持续发展打下坚实坚础。」

凭借在材料科学领域的杰出贡献，殷骏教授荣获2024年国家自然科学基金「优秀青年科学基金项目」资助。他的研究团队未来将继续探索先进钙钛矿材料的光电特性，以及其在新一代光伏器件中的应用潜力。