錫基鈣鈦礦太陽能電池 本文圖均為 復旦大學供圖
10月16日，澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者從復旦大學獲悉，近日，復旦大學智能材料與未來能源創新學院梁佳青年研究員團隊研發出了錫基鈣鈦礦太陽能電池，不僅實現了全生命周期無害，甚至突破了光電轉換效率的世界紀錄。
相關成果以《基于均一埋底界面的錫基鈣鈦礦太陽能電池》（Tin-based perovskite solar cells with a homogeneous buried interface）為題，于北京時間10月15日晚間在《自然》（Nature）期刊以加速預覽的形式在線發表。
在全球清潔能源的競賽中，鈣鈦礦太陽能電池以高效率、低成本和易加工等優勢成為新一代光伏技術的熱門方向。然而，這一技術體系的核心材料含鉛，潛在的環境與健康風險始終如“達摩克利斯之劍”般懸于頭頂。如何在兼顧性能的前提下擺脫“鉛”的束縛，實現真正綠色無害的光伏發電？這是國際學界亟待解決的關鍵問題。
自2021年回國加入復旦，梁佳團隊便致力于破解這一問題。為實現綠色無害化，他們將目光鎖定在同樣具有優異光電特性、但環境友好的“錫”元素上。梁佳表示，團隊的目標很明確，就是打造一款真正綠色、全生命周期無害的太陽能電池。
過去五年，梁佳團隊圍繞缺陷調控、界面優化、載流子抽取和功能層設計等關鍵科學問題持續攻關，系統建立了從材料生長到能帶調控和界面工程的完整技術體系，成功制備出綠色環保和轉換高效的錫基鈣鈦礦太陽能電池。這一成果經第三方權威認證，光電轉換效率達到了17.7%，打破了此前16.5%左右的鈣鈦礦光電轉換效率世界紀錄，成為目前錫基鈣鈦礦太陽能電池轉換效率的世界第一。
梁佳團隊合影
梁佳表示，這項技術特別適合在與人類密切接觸的能源領域發揮作用。他舉例道，汽車車頂可以直接使用該太陽能電池，在實現穩定發電的同時，有效避免鉛元素帶來的中毒隱患。
下一步，團隊希望與相關領域企業建立合作，建設實驗基地，推進錫基鈣鈦礦太陽能電池的產業化。未來，這一綠色光伏技術有望在光伏建筑一體化、可穿戴能源器件、汽車車頂以及離網清潔供能系統等領域實現廣泛部署。
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