南京大学发表最新Nature论文

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

环境敏感的铵基卤化物已被证明是钙钛矿太阳能电池不可或缺的表面钝化剂，在实验室尺度上表现出广泛有效的性能。然而，铵基卤化物对湿度极为敏感，通常需要在惰性气氛下操作。此外，在大面积狭缝涂布过程中钝化剂分布不均，使得在常温常压条件下将此类表面处理技术应用于米级钙钛矿太阳能组件的制备仍面临挑战。

在这项最新研究中，研究团队转而采用化学性质稳定的羧酸铅作为钝化剂，并通过高饱和蒸气压溶剂体系（2-甲氧基乙醇、1,3-二氧五环和二甲基亚砜）设计出具有天然形成的碘化甲脒富集表面的钙钛矿薄膜。通过对这种定制化表面使用二油酸铅进行处理，以提升载流子传输和表面钝化效果，研究团队制备出了认证效率达 24.0%（孔径面积 810 cm²）和 22.0%（总面积 0.72 m²）的钙钛矿太阳能组件。此外，该组件在可靠性方面取得了重要突破，在 85% 相对湿度/85°C 的湿热老化测试中，经过 1300 小时后，采用传统铵基钝化剂的组件效率下降了 39%，而采用羧酸铅钝化策略的组件仅下降 2%。在 -40°C 至 85°C 的热循环测试（300 次循环）中，羧酸铅改性组件几乎无效率损失。组件通过了 IEC61215/IEC61730 全序列可靠性测试，这些结果代表了目前可扩展且具备工业可行性的钙钛矿光伏器件所报告的最高性能。

值得一提的是，研究团队还进一步验证了钙钛矿组件在实际运行环境中的表现，在同一个大型地面电站内分别安装了 1MW 的钙钛矿光伏系统和 3.5MW 的晶硅（TOPCon）光伏系统，开展了为期三个月（2026 年 3-5 月）的对比监测。结果显示，钙钛矿系统在日均单位发电量上持续优于晶硅系统。3 月、4 月和 5 月的月度单位发电增益率分别为 3.42%、3.79% 和 5.81%，且随着气温升高和光照增强，钙钛矿组件的发电优势愈发明显，这些结果充分验证了钙钛矿光伏技术在真实户外条件下的商业化可行性

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10994-7

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