科技日報訊 （記者王春 通訊員沈涵）記者10月20日從復旦大學獲悉，該校智能材料與未來能源創(chuàng)新學院青年研究員梁佳團隊研發(fā)出錫基鈣鈦礦太陽能電池，其實現(xiàn)全生命周期無害化，突破了該領域光電轉換效率的世界紀錄。這一創(chuàng)新成果攻克了無鉛、可持續(xù)綠色光伏技術領域的關鍵難題，標志著我國在清潔能源材料領域再獲突破。相關論文日前在線發(fā)表于《自然》。

長久以來，科研人員重點關注提升鉛基鈣鈦礦太陽能電池效率，但其可能帶來的鉛污染始終如“達摩克利斯之劍”般懸于頭頂。錫基鈣鈦礦太陽能電池雖綠色無害，但器件的穩(wěn)定性和光電轉換效率卻比較低。

針對這一問題，梁佳團隊提出了一種巧妙的“雙層空穴傳輸層”結構。該結構以穩(wěn)定性優(yōu)異的氧化鎳為底層基底，并在其上構筑一層自組裝單分子層，從而形成均一且功能協(xié)同的復合功能層?！把趸嚺c鈣鈦礦直接接觸，表面的氧空位會引起錫基鈣鈦礦的分解，自組裝的分子層能夠分隔開氧化鎳與鈣鈦礦。”梁佳解釋。

梁佳介紹，研究團隊過去5年圍繞缺陷調控、界面優(yōu)化、載流子抽取等關鍵科學問題持續(xù)攻關，系統(tǒng)建立了從材料生長到能帶調控、界面工程的完整技術體系，最終成功制備出綠色環(huán)保和轉換高效的錫基鈣鈦礦太陽能電池。經(jīng)第三方權威認證，該太陽能電池光電轉換效率達到17.7％，刷新了此前錫基鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率約16.5％的世界紀錄。

依托前期成果，梁佳團隊同步開展了大面積電池制備與可擴展性研究，推動技術從實驗室走向實際應用。目前，團隊已成功制備出數(shù)平方厘米級的高質量錫基鈣鈦礦薄膜，實現(xiàn)在大面積器件上的紀錄級效率。