我国科研团队攻克大尺寸钙钛矿光伏电池量产难题

  记者从南京大学获悉，该校谭海仁教授课题组与钙钛矿光伏企业仁烁光能（苏州）有限公司组成的联合团队，成功研制可直接接触空气的环保溶剂，离量产大尺寸钙钛矿光伏电池的目标又近了一步。国际学术期刊《科学》12月5日在线发表相关研究论文。

  图为2024年10月至2025年11月，量产型大尺寸钙钛矿光伏组件在仁烁光能（苏州）有限公司屋顶电站实测的发电表现。（南京大学供图）

  谭海仁介绍，钙钛矿作为新一代光伏技术的热门材料，具有柔性、成本低、效率高、能耗少等多项优势。然而，大尺寸钙钛矿光伏电池在量产时，长期存在薄膜质量不稳定、工艺不环保以及可靠性不持久三大难题，导致钙钛矿“叫好难叫座”。

  “要破解这三难，就好比手里捧着一块三角形平板，板上有三颗滚珠，让三颗滚珠分别老老实实地停在平板的三个角上，才算成功。”谭海仁坦言，团队此前研制过一种“鸡尾酒”溶剂，它虽然低毒、可降解，达到了环保要求，但实验发现，这种溶剂会阻碍钙钛矿的结晶过程，导致钙钛矿薄膜附着力变差，容易从基底上剥落。

  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告诉记者，团队经过两年研究，发现问题出在溶液落到基底上以后，边缘处挥发速度过快，便提出“溶剂限制边缘保护”策略，引入一种添加剂，给边缘穿上“防护服”，有效减慢挥发速度。

  这是钙钛矿溶液落到基底上以后，半分钟、2分钟、8分钟的状态示意图。右边一列显示经“溶剂限制边缘保护”策略优化的挥发状态，钙钛矿薄膜与基底接触面积更大、质量更好。（南京大学供图）

  运用这种新技术，团队试制了一批长1.2米、宽0.6米的商用尺寸组件。肖科介绍，自2024年以来，这批组件已通过湿热环境、热循环、紫外照射等多种可靠性测试，先后获德国、美国、中国相关检验机构的认证和许可，在江苏苏州一年多的户外实测结果也显示，组件的光电转化效率表现稳定。

  谭海仁表示，南京大学已与仁烁光能共同提交了相关技术的专利申请，并通过150兆瓦中试生产线获得性能稳定的成品。“我们在推进大尺寸钙钛矿光伏电池走向市场的同时，还将持续加大研发力度，进一步提升电池效率和稳定性。”谭海仁说。（记者陈席元）