近日,柔性钙钛矿光伏电池领域迎来重大突破。苏州大学李耀文、陈先凯与东南大学张天恺三位学者,联合提出一项名为“电子共振”的创新策略,成功攻克了柔性钙钛矿光伏电池长期存在的效率偏低与稳定性不足两大核心痛点。相关研究成果刚刚发表于国际顶级学术期刊《自然》。
为何这项技术备受关注?传统晶硅光伏电池板质地坚硬,应用场景天然受限。而钙钛矿光伏电池因其轻、薄、柔的特性,被业界视为下一代光伏技术的重点研发方向。未来,它不仅能成为空间站、深空探测基地的理想能源,还可附着于衣物甚至贴合皮肤——真正实现“有阳光的地方就能发电”。
然而理想与现实存在差距。柔性钙钛矿光伏电池内部含有一层自组装单分子界面材料,在长时间高温光照条件下,该层材料容易发生脱附失效,直接制约电池的使用寿命。这正是问题的关键所在。
2025年12月11日,李耀文(右一)指导团队师生检测柔性钙钛矿光伏电池样品。(苏州大学供图)
团队历时五年,将材料化学、界面物理、理论计算与器件工程等多学科交叉融合,从分子内部的电子结构入手,设计并合成了一种全新的自组装单分子界面材料。该材料的核心奥秘在于“电子共振”效应——它能够实现分子与柔性电极之间的共价键合,犹如在电极与材料之间焊上了一道牢固的“锁”。
实验结果令人振奋。团队采用该新材料制备的样品,经第三方权威机构认证,光电转化效率一举达到26.64%。更令人瞩目的是其稳定性:在高温环境下以最大功率点连续追踪运行1080小时后,效率仍维持在初始值的99%以上。多项稳定性测试结果全部符合国际标准。
《自然》期刊的审稿专家给予高度评价。他们指出,单分子界面材料虽是热门研究方向,但以往研究多聚焦于局部性能优化,而此次团队直接瞄准“界面材料与柔性电极间的脱附”这一核心问题,开辟了全新的研究思路。
据悉,李耀文透露团队已准备将该项成果转入中试环节,全力推动钙钛矿光伏电池的产业化进程。从实验室迈向生产线,这一步至关重要。
