羧酸铅钝化推动 0.72 平方米钙钛矿组件效率达 22.0%

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-13T00:40:00+08:00 · 更新 2026-08-13T00:45:59+08:00

核心结论

Nature 报告面向大面积钙钛矿光伏的表面钝化方案。研究者用化学稳定的羧酸铅替代湿度敏感的卤化铵，并以高饱和蒸气压溶剂体系形成富甲脒碘化物表面，再用油酸铅改善载流子传输和表面缺陷。组件在 810 cm² 孔径面积上取得 24.0% 认证效率，在 0.72 m² 总面积上达到 22.0%，且通过全部 IEC 61215 可靠性测试。结果跨过米级制造门槛，但仍需独立验证量产良率、成本和多年户外衰减。

Nature 8 月 12 日发表一项米级钙钛矿光伏组件研究。实验室钙钛矿电池常用卤化铵处理表面缺陷，但这类钝化剂对湿度敏感，通常要求惰性气氛；当工艺放大到槽模涂布时，钝化剂在大面积薄膜上的分布也容易不均匀。效率从小电池走向组件，往往同时遭遇环境加工、膜层均一性和串联损耗三道门槛。研究团队改用化学稳定的羧酸铅作为钝化剂。它们先采用由 2-甲氧基乙醇、1,3-二氧戊环和二甲基亚砜组成的高饱和蒸气压溶剂体系，使钙钛矿薄膜自然形成富甲脒碘化物表面；随后以油酸铅处理该表面，以增强载流子传输并抑制表面缺陷。这套设计针对的是环境条件下的大面积连续涂布，而不只是小面积器件的最优点效率。Nature 页面披露，两种尺度的组件均获得认证结果：孔径面积 810 cm² 的组件效率为 24.0%，总面积 0.72 m² 的组件效率为 22.0%。后者已经进入接近一平方米的制造尺度，面积口径也比只报告有效孔径更严格。论文还称组件通过 IEC 61215 的全部可靠性测试；这套国际标准涵盖光伏组件设计鉴定中的多类应力考核，使结果不再只是一项初始效率纪录。对产业化而言，重要之处是材料选择与制造约束匹配。羧酸铅的化学稳定性降低了对惰性加工环境的依赖，富甲脒碘化物表面与油酸铅处理则为槽模涂布后的非均匀钝化提供一条控制路径。若工艺能在连续产线上保持同样均一性，它可能减少环境控制成本，并缩小实验室电池与大面积组件之间的效率差距。不过，通过 IEC 61215 不等于已经证明多年户外寿命，也不回答量产速度、批次良率、铅管理、封装成本和回收责任。论文页面称其为可规模化、具工业可行性的最高已报告表现，这仍是研究团队基于当前文献的比较。后续需要第三方重复、更大批量制造、长期户外发电量和全生命周期评估，才能判断 22.0% 的总面积效率能否稳定转化为商业产品。

信息来源

• Nature 论文页
• DOI

可信度说明

来源为 8 月 12 日发表的 Nature 同行评议论文，出版社原文页明确列出钝化剂、溶剂体系、810 cm² 与 0.72 m² 两种面积口径、认证效率和 IEC 61215 结果，关键结论可核验。认证和标准测试增强可信度，但公开页面没有量产批次、成本或多年户外发电数据；“最高表现”仍需结合后续独立复现实证理解。

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