登上《科學》 我國科學家在新型半導體光伏研發實現新突破

新華社長春6月27日電（記者孟含琪、金津秀）記者從中國科學院長春應用化學研究所獲悉，該所研究人員成功開發出新型自由基自組裝分子材料，解決了鈣鈦礦太陽能電池中空穴傳輸層性能不足與難以大面積均勻制備的難題，相關技術獲美國國家可再生能源實驗室效率認證。這一成果于27日在國際期刊《科學》上發布。

鈣鈦礦太陽能電池因成本低、效率高、易加工等優勢備受關注，可應用于光伏發電、車載光伏、光伏建筑等領域。但在鈣鈦礦太陽能電池中廣泛使用的有機自組裝分子的性能仍處于瓶頸，尤其存在載流子傳輸能力不足、化學穩定性差以及大面積溶液加工難度高等關鍵問題，最終導致電池的性能低、量產難，制約產業化落地。

針對這一難題，長春應化所秦川江研究員、王利祥研究員等團隊歷時3年，自主研發出“雙自由基型自組裝分子”并引入到鈣鈦礦太陽能電池中。

為驗證材料性能，周敏研究員團隊創新采用掃描電化學顯微技術開展精準測試。結果顯示，新材料在模擬實際工作環境中的載流子傳輸效率及穩定性均顯著優于傳統材料，載流子傳輸速率提高一倍以上。

測試結果還顯示，器件連續運行數千小時后性能幾乎無衰減。秦川江研究員介紹，新材料通過分子自組裝，形成均勻薄膜，從根本上避免傳統材料無序堆疊導致的組裝密度損失，彌補了材料均勻性不足的缺陷。

近十年來，鈣鈦礦材料已經成為不少企業制備新能源電池時選擇的關鍵材料。業內普遍將2025年視為鈣鈦礦技術快速發展的一年。目前，隆基綠能等數十家國內企業正在加速布局。

目前，該成果已申請1項國家專利。秦川江說，下一步，團隊將積極嘗試新材料的產業化應用，不斷提升技術水平。