中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所傳來(lái)消息，由游經(jīng)碧研究員領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得重大突破。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的原型器件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)27.2%，相關(guān)研究成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該器件在標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照射及最大功率輸出條件下持續(xù)運(yùn)行1529小時(shí)后，仍能保持初始效率的86.3%。在85℃光熱耦合加速老化測(cè)試中，經(jīng)過(guò)1000小時(shí)運(yùn)行后效率維持率達(dá)82.8%，展現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。這一成果標(biāo)志著鈣鈦礦電池在實(shí)用化進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步。

作為新一代太陽(yáng)能電池的代表，鈣鈦礦電池憑借低成本印刷制備工藝和高光電轉(zhuǎn)換效率備受關(guān)注。經(jīng)過(guò)十六年發(fā)展，其效率已從最初的3.8%提升至超過(guò)26%，接近單晶硅電池水平，但距離理論極限仍存在提升空間。制備高質(zhì)量鈣鈦礦半導(dǎo)體薄膜是實(shí)現(xiàn)高效電池的核心要素。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入堿金屬草酸鹽，通過(guò)解離出的鉀離子與氯離子形成強(qiáng)結(jié)合，有效抑制氯元素的垂直遷移，使其在材料中均勻分布。這一方法成功制備出載流子壽命達(dá)20微秒、界面缺陷態(tài)密度低至10每立方厘米的優(yōu)質(zhì)薄膜，為提升電池性能奠定基礎(chǔ)。

該突破實(shí)現(xiàn)了效率與穩(wěn)定性的雙重提升，為鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)優(yōu)化薄膜制備工藝，可顯著改善器件的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性，為解決鈣鈦礦電池商業(yè)化難題提供了新思路。