东南大学钙钛矿光伏电池太空应用新突破登Nature

近日，一项重要的科研进展引发了广泛关注。东南大学与苏州大学联合团队，在钙钛矿光伏电池领域取得了突破性成果——他们提出了一种全新的界面层设计策略，相关研究论文已成功发表于《Nature》期刊。

钙钛矿电池技术优势显著：轻薄、可弯折，能够制成柔性发电薄膜，贴附于穿戴设备、悬挂于建筑墙面，甚至在太空与极地等极端环境下稳定运行，堪称下一代光伏核心技术。然而，长期以来它存在一个致命短板——电池内部仅有单分子厚度的电荷提取界面极易脱落。一旦脱落，缺陷便随之产生，在高温、冷热交替等恶劣条件下，发电效率显著下降，成为规模化应用的核心障碍。

针对这一难题，研究团队提出了创新思路：设计一种具有强“电子共振”结构的单分子层。具体而言，采用“给体-受体-给体”的分子构型，能够放大锚定基团的电子云密度，相当于缩短并加固了分子与基底之间的共价键，使界面分子牢牢“锚定”在基底上。同时，分子铺展更为均匀，从而兼顾了发电效率与长期稳定性。

实验效果如何？从数据来看，器件在-40℃至85℃的宽幅温度循环、85℃高温光照等多种严苛条件下，稳定性均大幅提升。这意味着钙钛矿电池向极地、太空等场景的拓展，已不再是纸上谈兵。

在应用层面，这一“电子共振”单分子层交出了令人瞩目的成绩单：0.063cm²小面积器件的认证效率达到27.69%；15.64cm²模组器件的效率也达到23.63%。封装器件在多种严苛老化条件下的运行稳定性均实现了突破性增长。更值得关注的是，该设计策略在柔性钙钛矿电池器件上也验证了普适性，表明其不局限于特定应用场景。

李耀文、陈先凯、张天恺是这篇论文的共同通讯作者，吴晓晓、寇雯雯是共同第一作者。