突破32%效率！中国团队提出钙钛矿/硅叠层电池新技术，稳定性获重大突破

近日，中国科研团队在钙钛矿/硅叠层太阳能电池领域取得重大突破，提出一种创新的“空间位阻互补协同策略”(SCSS)，成功制备出认证效率高达32.12% 的叠层电池，在稳定性方面表现尤为出色——持续光照1000小时后仍保持80.5%
的初始效率。这一成果为解决钙钛矿/硅叠层电池界面复合与稳定性难题提供了全新思路。

创新器件结构设计

研究团队采用了先进的p-i-n反型结构(又称倒置结构)，该结构已成为当前效率突破的主流架构。具体器件结构为：

单结钙钛矿电池：ITO/4PADCB(空穴传输层)/钙钛矿吸收层/钝化层/C₆₀(电子传输层)/SnOₓ(缓冲层)/Ag电极

钙钛矿/硅叠层电池：在硅异质结(SHJ)底电池上，依次沉积Me-4PACz(空穴传输层)、钙钛矿吸收层、SCSS钝化层、C₆₀电子传输层、IZO透明电极和银电极，最终形成完整的两端单片式叠层结构。

值得一提的是，硅底电池采用双面亚微米级纹理设计，这种仿金字塔结构能有效增强光捕获能力。而钙钛矿层通过优化沉积工艺，在纹理化硅表面实现了共形生长，保证了界面接触质量和电荷传输效率。

突破效率与稳定性瓶颈

钙钛矿/硅叠层电池理论效率可超过40%，但实际应用中面临两大挑战：界面复合损失和稳定性不足。传统分子钝化策略无法同时解决这两个问题。

研究团队创新性地提出分子二元体系，让哌嗪阳离子(PP⁺) 与苯乙铵阳离子(PEA⁺) 协同工作：

这种“分工协作”的策略同时实现了缺陷钝化与界面保护。

性能表现全面突破

基于该策略制备的叠层太阳能电池表现卓越：

截面扫描电镜显示，钙钛矿层在纹理化硅表面形成了致密无缺陷的覆盖，具有大型垂直排列的柱状晶粒，这是实现高效率的关键。

产业化前景可期

这项研究在器件结构和材料设计上均实现创新，为钙钛矿/硅叠层电池的产业化扫除了重要障碍。特别是SCSS策略采用的一步混合溶液法，适合大规模生产工艺，具有明显的成本优势。

随着全球对可再生能源需求的增长，这项技术有望加速钙钛矿/硅叠层电池的商业化进程，推动光伏发电成本进一步下降，为碳中和目标提供重要技术支撑。