近日从南开大学获悉，针对钙钛矿太阳能电池高温工作条件下运行稳定性差这一领域难题，南开大学化学学院教授袁明鉴带领课题组开展高水平国际合作研究，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件。这标志着新一代光伏技术取得重大突破。该研究成果于9月30日在《自然》(Nature)杂志发布。
钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿型(ABX3型)晶体作为吸光层材料的电池。作为新一代太阳能电池，钙钛矿太阳能电池具有高效率、低成本、易制备等特点，不仅可以打破晶硅电池技术转换效率的理论“天花板”，还可以降低光伏产业度电成本。
记者了解到，目前，高性能钙钛矿太阳能电池在制备过程中需要依赖氯化甲铵添加剂来稳定物相并调控结晶。然而，这种添加剂在高温条件下极易分解，引发钙钛矿薄膜化学组分失衡，进而显著降低电池在高温工况下的运行稳定性，成为制约高性能钙钛矿光伏商业化进程的主要障碍。
针对这一难题，袁明鉴带领研究团队首次揭示了甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池器件性能低和高温工况稳定性不足的关键因素，并基于此发展了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略，彻底解决了甲脒铯组分钙钛矿薄膜组分不均一的问题。利用该策略制备的钙钛矿太阳能电池器件，展现出世界一流的能量转换效率与高温工况稳定性。
“此项研究不仅为钙钛矿太阳能电池的稳定性提升奠定了坚实的技术基础，也为光伏技术的进一步实用化和商业化开辟了广阔前景，对推动全球能源结构的绿色转型具有深远意义。”袁明鉴说。
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