中国团队登顶全球！0.1cm²钙钛矿电池效率27.3%，成本直降60%

近日，苏州大学彭军、张晓宏教授团队联合澳大利亚新南威尔士大学及浙江省白马湖实验室宣布，其研发的0.1平方厘米单结钙钛矿太阳能电池认证稳态效率达27.3%，1平方厘米电池达26.9%，双双刷新对应面积段世界纪录，并同步登顶国际权威的《太阳能电池效率表》（第66版）。这一突破不仅攻克了长期困扰行业的“面积-效率”矛盾，更为钙钛矿光伏技术的大规模产业化应用提供了可行性路径。

​​效率突破：从实验室到产业化的关键跨越​​

传统钙钛矿电池的效率会随着面积扩大显著下降，例如光因科技1平方厘米电池的效率为26.5%（2025年1月），而苏州大学团队在相同面积下将效率提升至26.9%，且0.1平方厘米电池效率首次突破27%。这一成果通过了美国国家可再生能源实验室（NREL）及Martin Green教授团队的第三方认证，标志着钙钛矿电池在规模化生产中保持高效率的可行性。

《太阳能电池效率表》特别指出，此次面积扩展过程中效率损耗极低（0.1cm²至1cm²仅衰减0.4%），与以往研究形成鲜明对比。团队通过​​材料配方优化​​（引入低缺陷前驱体）、​​界面工程创新​​（钝化钙钛矿表面缺陷）及​​制备工艺升级​​（精准调控薄膜均匀性），实现了大面积电池的高效电荷传输与稳定性平衡。

​​技术突破：破解行业三大痛点​​

​​缺陷控制​​：钙钛矿薄膜的缺陷密度是效率衰减的主因。团队通过掺杂策略和溶剂工程，将缺陷密度降低至10¹⁵ cm⁻³以下，显著减少载流子复合损失。

​​大面积均匀性​​：采用新型狭缝涂布技术，结合气溶胶喷射辅助结晶，使大面积基底上的薄膜厚度波动小于2纳米，解决了传统旋涂法的均匀性难题。

​​稳定性提升​​：优化后的器件在85℃/85%湿度环境下连续工作1000小时，效率衰减率低于5%，接近商业化硅基电池水平。

​​产业化前景：成本与效率的双重优势​​

钙钛矿电池的产业化潜力在成本与效率上均具竞争力：

​​成本优势​​：原材料成本仅为硅基电池的1/20，且可采用低温溶液法制备，能耗降低70%。

​​效率潜力​​：单结钙钛矿电池理论效率达31%，叠层结构（如钙钛矿/晶硅）理论效率超45%。目前团队已实现小面积叠层电池效率31.2%（未公开认证数据）。

​​应用场景​​：适用于分布式光伏、建筑一体化（BIPV）及柔性电子设备，尤其适合车顶光伏等对轻量化要求高的场景。

​​全球竞争格局：中国领跑光伏技术前沿​​

此次突破进一步巩固了中国在钙钛矿电池领域的领先地位：

​​技术迭代​​：自2022年白马湖实验室首次刷新小面积电池效率纪录（25.8%）以来，中国团队已连续6次打破世界纪录，覆盖从0.05cm²到1cm²全面积段。

​​产业布局​​：协鑫光电、宝馨科技等企业已建成GW级钙钛矿量产线，预计2026年组件成本将降至0.5元/W以下，较晶硅电池降低60%。

国际同行评价称：“苏州大学团队为钙钛矿光伏从实验室走向市场架起了桥梁。”（《自然·能源》主编点评）

​​挑战与未来方向​​

尽管突破显著，钙钛矿电池仍需解决两大挑战：

​​长期稳定性​​：需通过封装技术（如原子层沉积Al₂O₃阻隔水氧）将器件寿命延长至10年以上。

​​规模化生产​​：开发卷对卷印刷工艺，实现大面积（>2m²）电池的连续制备。

团队计划2025年底完成中试验证，2026年推动装车测试，并与光伏龙头企业合作开发钙钛矿-晶硅叠层组件。

​​结语​​

从27%到27.3%，看似微小的数值跃升，实则是中国科研团队在新能源领域持续发力的缩影。当钙钛矿电池的效率天花板被不断打破，一个更清洁、更高效的能源未来正加速到来。