南京大学科研团队近日在大面积全钙钛矿光伏组件领域取得重大突破，谭海仁教授课题组研发的产品稳态光电转化效率高达24.5%，这一崭新纪录刷新了全球同类组件的效能极限，并为钙钛矿光伏技术产业化进程铺就了坚实基础。相关研究成果已发表于2月23日的国际顶级学术期刊《科学》。钙钛矿作为一种新型太阳能电池材料，因其轻薄、可弯曲、半透明等卓越特性而备受关注，相较于传统晶硅材料，其应用场景更为广泛且多元。谭海仁课题组长期专注于钙钛矿研究，曾创造出小面积电池28%的光电转化效率和大面积叠层组件达21.7%的亮眼成果。
然而，叠层组件——由具有不同带隙的子电池堆叠而成，理论上应实现更高的光电转化效率，但此前21.7%的实际转化效率并未达到理想预期。论文共同第一、南京大学2019级直博生高寒指出，实验室的小面积电池虽表现优异，但真正具备商业价值的是大面积组件，因此必须攻克大面积叠层组件效率提升的关键难题。
难点聚焦在窄带隙钙钛矿薄膜的生产工艺上。由于窄带隙钙钛矿薄膜结晶过程过于迅速且不易控制，在大面积制备时常常出现薄膜不均匀的问题，加之钙钛矿上下结晶不同步，导致薄膜底部缺陷丛生。
面对这一挑战，谭海仁课题组创新性地在前驱体溶液中添加甘氨酰胺盐酸盐，这一策略成功地将钙钛矿薄膜的结晶速率降低了十倍左右，同时能够自发诱导修复底层缺陷，有效解决了薄膜均匀度与缺陷问题。
在此技术的支持下，课题组成功研制出面积为20.25平方厘米的窄带隙钙钛矿薄膜与宽带隙钙钛矿薄膜结合的叠层组件。经国际权威第三方机构严格测试，该组件取得了前所未有的24.5%光电转化效率，这一数据已被收录至国际《太阳能电池效率表》，目前暂无其他同类组件能打破此纪录。
谭海仁教授强调，此次关键技术突破无疑为后续研究及产业化发展注入了强劲动力，“我们将持续探索制造更大面积、更高效率的全钙钛矿光伏组件，稳步迈进产业化的宏伟目标。”（记者陈席元）
