穿“超级铠甲”钙钛矿电池效能跃升

科技日报讯 （记者谢开飞 通讯员张伟）给钙钛矿太阳能电池穿上“超级铠甲”，让电子传输得更稳定更高效。4月13日，记者从福建农林大学获悉，该校材料工程学院绿色光电器件与储能电池团队青年教师林智超与西安交通大学梁超、河南大学李萌等团队合作，将内嵌金属富勒烯与聚合物相结合，在破解钙钛矿太阳能电池能量转换效率和稳定性难题方面取得重要突破。相关成果发表在国际期刊《自然》上。

钙钛矿太阳能电池作为一种新型光伏器件，具有与传统硅太阳能电池相媲美的性能和巨大的成本优势，可广泛应用于光伏发电、柔性电子等领域。

林智超介绍，目前常用防水聚合物作为钙钛矿太阳能电池封装界面层，以阻挡水和氧气对钙钛矿层的侵蚀，抑制离子扩散，提高其长期工作稳定性。然而，当聚合物层过厚时，会存在电子屏蔽效应，导致钙钛矿太阳能电池性能损失，难以同时兼顾工作稳定和高效。

富勒烯作为一种碳的同素异形体，具有高效电子传导特性。“该研究相当于给钙钛矿太阳能电池穿上了一件名为‘富勒烯—聚合物偶联层’的‘超级铠甲’，在它里面织着足球状的‘富勒烯’这一神奇材料，从而实现电子的高效传导。”林智超说，同时，研究团队还在富勒烯材料里内嵌了金属钕，就像装了个“电动马达”，使电子传输更快更稳。

实验数据显示，穿上这件“超级铠甲”的钙钛矿太阳能电池，能量转换效率高达26.78%，相较于此前的报道有显著提升，十分接近目前商业化硅太阳能电池的最高效率27.81%，然而其生产成本却仅为硅太阳能电池的一半左右，彰显了这一绿色新能源技术的巨大应用前景。