隨著全球對清潔能源需求的日益增長,鈣鈦礦光伏技術因其高效率、低成本的優勢,正站在產業化的關鍵節點。2026年以來,全球科研團隊在該領域頻頻取得重大突破,特別是在鈣鈦礦疊層電池的穩定性與效率方面,接連刷新紀錄。
作為致力于推動新能源技術落地的企業,勢創智能密切關注這些前沿動態。本文將為您梳理近期鈣鈦礦領域最具代表性的幾項研究成果,揭示這一“未來光伏”技術的最新進展。
在眾多疊層技術路線中,鈣鈦礦與工業主流的TOPCon硅電池結合,被視為最具商業化潛力的方向之一。然而,薄型化硅片帶來的高熱導率問題,一直制約著鈣鈦礦薄膜的均勻生長。
近期,新加坡國立大學侯毅教授團隊與浙江晶科能源有限公司合作,在《Nature Energy》上發表了一項重磅研究。他們發現,工業級薄硅片(130 μm)的高導熱性會加速鈣鈦礦的結晶過程,導致薄膜底部產生孔隙和缺陷。
為解決這一問題,研究團隊引入了一種名為2-巰基苯并噻唑的雙模式結合配體。這種配體能夠與鈣鈦礦中的有機陽離子(FA?)發生雙重結合,有效延緩了過快結晶。基于此策略制備的鈣鈦礦疊層電池,認證穩態效率達到了32.76%,并且在連續運行1700小時后,仍能保持91%的初始效率。
除了結晶動力學調控,如何抑制寬帶隙鈣鈦礦中的鹵素相分離,一直是疊層電池穩定性的一大難題。此前業界多采用“被動防御”的鈍化手段,但效果有限。
2026年3月,深圳理工大學聯合蘇州大學、香港理工大學在《Energy & Environmental Science》上提出了一種“熱力學抑制”新策略。研究團隊從成核根源入手,篩選出硫氰酸鉀作為添加劑,有效抑制了富溴相的優先成核。
這一“主動抑制”的源頭治理方案,不僅將鈣鈦礦/硅疊層電池的效率推高至33.08%(第三方認證32.52%),更展現出驚人的穩定性:單結器件在連續光照2240小時后,效率保持率高達98% 。
除了鈣鈦礦本體調控,界面工程同樣是提升器件壽命的關鍵。武漢大學王植平團隊在《Science》雜志上報道了一種原子尺度界面鍵合技術。
該團隊利用原子層沉積工藝,在電荷傳輸界面制備了氧化鉿(HfOx)中間層。該層通過強化學鍵牢牢錨定界面分子,顯著抑制了高溫下的分子脫附和離子遷移。基于此技術制備的倒置結構鈣鈦礦電池,實現了第三方認證26.6%的效率,且在85°C高溫及持續光照下運行超過5000小時后,效率衰減不足10% 。
在便攜能源領域,西北工業大學涂用廣團隊與北京大學朱瑞團隊合作,在《Advanced Materials》上報道了柔性鈣鈦礦電池的新進展。他們通過分子表面自積累策略,改善了柔性基底上自組裝單層的均勻性,在1 cm2的有效面積上實現了22.02%的效率,在0.1 cm2上達到了24.47%,且具備優異的機械彎折穩定性 。
浙江大學薛晶晶教授團隊在《Nature Energy》上展示了鈣鈦礦與銅銦鎵硒(CIGS)結合的疊層電池成果。通過引入2-吡咯烷酮作為新型配位溶劑,抑制了高溴含量鈣鈦礦的中間相結晶,成功制備出效率高達27.3%的柔性兩端鈣鈦礦/CIGS疊層電池,展現了在航空航天和移動設備領域的巨大潛力 。
蘭州理工大學省部共建國家重點實驗室在《Journal of Energy Chemistry》上連續發表論文,針對碳基鈣鈦礦電池的空穴抽取效率低和晶格缺陷問題,提出了P3HT摻雜和路易斯酸堿缺陷調控策略,實現了18.78%的光電轉換效率,為低成本、高穩定性的商業化應用提供了新思路 。
從鈣鈦礦疊層電池連續突破33%效率關口,到原子級界面鍵合技術解決穩定性痛點,2026年的鈣鈦礦研究正以前所未有的速度向產業化邁進。無論是與晶硅結合的剛性疊層,還是面向未來的柔性輕質組件,鈣鈦礦技術的多維度發展正在重塑光伏技術的版圖。
勢創智能將持續跟蹤這些前沿技術動態,致力于推動高效、穩定的鈣鈦礦光伏技術從實驗室走向規模化應用,為全球能源轉型貢獻創新力量。
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