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10月28日，南京大学团队设计出全钙钛矿叠层太阳能电池，光电转换效率达30.1%，为多晶薄膜太阳能电池首次超30%，成果发表于《自然》。团队设计出偶极钝化层，揭示了其促进电荷传输、抑制损耗的机制。该策略加速了钙钛矿光伏技术产业化进程。同日，上海交大团队也发表新成果，实现大尺寸钙钛矿光伏模组效率超20%，创世界纪录。
据科技日报，通过串联宽、窄带隙钙钛矿子电池构筑的全钙钛矿叠层太阳能电池，兼备高效率和低成本等优点，是下一代光伏技术的重要发展方向。
这是南京大学等单位研制的光电转化效率30.1%全钙钛矿叠层光伏电池。（受访者供图）
10月28日，记者从南京大学获悉，该校助理教授林仁兴、教授谭海仁团队设计了一种基于偶极钝化策略制备的全钙钛矿叠层太阳能电池，该电池经国际权威机构日本电气安全和环境技术实验室认证后发现，光电转换效率高达30.1%，这是多晶薄膜太阳能电池光电转化效率首次超过30%，该结果被收录到《太阳能电池效率表》。相关成果10月28日发表于国际学术期刊《自然》。
此次研究中科研人员发现，钙钛矿吸光层和空穴传输层之间的界面，是载流子损耗较多的区域。团队为此设计出一种偶极钝化层，它就像城市里的单行道，一头连着钙钛矿吸光层，一头连着空穴传输层，驱使载流子向空穴传输层运动。
太赫兹辐射探测诊断结果清晰揭示了偶极钝化策略在促进电荷传输、抑制损耗等方面的微观机制。实验数据显示，经钝化处理的钙钛矿薄膜，总载流子迁移率提升68%以上，载流子扩散长度延长近30%。
论文的第一作者兼通讯作者、南京大学助理教授林仁兴表示，该钝化策略加速了新型钙钛矿光伏技术从实验室走向产业的进程，对光伏技术构建“平价电网”具有重要推进作用。
该研究创新性地提出一种“基质限域分子层”型空穴传输层构型新概念，突破了传统自组装单分子层（SAM）型空穴传输层体系中面临的分子聚集、堆叠和结晶的本征限制，创制了分子适用性广、工艺推广性高的电荷传输层新技术路径，解决了基于自组装电荷传输层的钙钛矿光伏模组制备过程中面临的薄膜不均匀、界面不稳定难题。
最终，通过与宁德时代21C创新实验室合作，该研究成功实现光电转换效率超过20%的1m×2m大尺寸钙钛矿光伏模组，创造了当前该领域的世界纪录。
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