太阳光取之不尽、用之不竭，如果能高效利用光伏发电，该有多好！

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所钙钛矿组件技术研究组在钙钛矿太阳能电池领域取得重大突破，为高效稳定钙钛矿光伏组件的商业化落地奠定了坚实基础。相关成果发表在《自然—能源》。

作为新一代光伏技术的代表，钙钛矿太阳能电池的发电效率已接近传统晶硅电池。其具备成本低廉、加工灵活等显著优势。然而，钙钛矿太阳能电池存在致命弱点，其内部界面存在缺陷，影响电流传输，导致电池易损坏，难以实现长期稳定工作。

为了解决这个问题，科研团队通过配体分子表面调控，开发了一种调控氧化锡纳米颗粒表面配体作用力，以界面处自发释放胺类配体形成2D/3D异质结的策略。

2D/3D异质结电荷传输示意图   青岛能源所供图

研究团队依次将巯基乙酸和油胺接枝到二氧化锡纳米颗粒表面，乙酸与油胺之间形成的的强化学键，确保了仅在钙钛矿薄膜的热退火过程中发生与甲脒碘的阳离子交换，从而在钙钛矿薄膜底部界面处自发形成2D/3D钙钛矿结构。这种位置可控的2D/3D结构加速了钙钛矿相的形成，显著提升了钙钛矿薄膜的结晶质量，使薄膜底层界面的缺陷浓度降低十倍以上，也展现出卓越的光电转换效率。

同时，使用这种新材料还进一步制备了6×6平方厘米和10×10平方厘米的大面积钙钛矿光伏组件，其光电转换效率分别达到23.44%和22.22%，展现了卓越的工艺放大能力。

研究显示，在连续工作超过3000小时后，新材料仍能保持95%以上的初试性能，远超传统钙钛矿太阳能电池。

据悉，该研究对新型高效稳定的钙钛矿光伏组件的研发、为钙钛矿光伏技术的商业化应用具有重要意义，为助力国家新能源产业建设、保障国家能源安全提供技术支撑。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41560-026-01980-4