第192次-- 科学与技术前沿论坛

论坛摘要

我国光伏领域经过几十年的发展，已构建了成熟的晶硅和III-V族多结技术体系，并形成了相应的民用和航空产业链，钙钛矿等新兴材料和叠层器件的创制亦处于国际领先地位。然而，光伏领域仍面临诸多挑战，如：器件效率难以大幅提升、大面积模组效率难以保持、空间辐照稳定性瓶颈难以突破等。在此背景下，2025年3月30日至31日在苏州召开了以“界面科学与高性能太阳电池”为题的科学与技术前沿论坛，深入研讨各类光伏体系的界面科学共性机制，以期促进新一代光伏材料和器件技术路线的形成，推动我国在该领域的可持续性发展和抢占科技制高点。详情...

主题报告

高效稳定钙钛矿太阳能电池模组研究
赵一新教授上海交通大学

铅卤钙钛矿太阳能电池因高效率和低成本优势备受关注。课题组前期通过添加剂结晶调控与异质组分钝化策略，攻克了钙钛矿薄膜可控结晶、缺陷抑制及稳定性提升难题。近年聚焦电池模组表界面稳定性，构建内源性维度调控与外源性顶 / 底界面调控协同策略：提出外源性低维有机阳离子通过离子交换实现维度调控新机制，阐明有机 - 无机杂化与无机钙钛矿在界面低维化及表面端基化的本质差异，创新设计功能化阳离子实现 2D/1D/1.5D 多维度钙钛矿精准构筑。基于底界面外源性调控，开发双向离子迁移稳定化技术。系列成果突破钙钛矿电池效率 - 稳定性协同优化瓶颈，为产业化应用奠定技术基础。
柔性钙钛矿太阳能电池及产业化
李耀文教授苏州大学

柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）凭借可变形、低成本等优势在可穿戴能源领域潜力显著，但柔性衬底热稳定性差及钙钛矿薄膜机械脆性严重限制其应用。本研究针对薄膜生长不可控与界面断裂两大瓶颈展开攻关：首创原位交联诱导生长技术，突破基底限制，实现国际领先效率；揭示内应力生成机制，通过结晶动力学调控获得无应力均质薄膜；创新设计室温自修复弹性体，在晶界构筑“韧带结构”同步阻隔水氧并修复裂纹。最终研制5×5 cm²大面积组件（效率 20.5%），弯曲 20000 次后性能保持率达 92%，创 FPSCs 效率 - 机械稳定性新纪录，为柔性光伏产业化奠定技术基础。
离子液体介导的钙钛矿光伏电池
陈永华教授南京工业大学

钙钛矿光伏电池作为未来能源核心组件，核心优势为低温溶液加工性，兼具环保、空气环境制备及易操作特性，突破传统光伏技术局限。我们开发了一系列新颖离子液体溶剂，空气中制备钙钛矿薄膜并获得了高效稳定的钙钛矿太阳能电池的方法，打破了传统使用的高毒性、强配位的质子型溶剂的限制。基于离子液体溶剂体系，获得了高效层状钙钛矿太阳能电池，表现出极好稳定性；实现了室温下、高湿度空气中甲脒基钙钛矿的制备，获得了高效且稳定的钙钛矿光伏电池，达到国际该领域的先进水平。开发丝网印刷钙钛矿薄膜新工艺，实现空气中高速规模化光伏电池制备。
表界面科学在钙钛矿太阳能电池里的应用
戚亚冰教授上海交通大学

在太阳能电池中，表面和界面往往起着举足轻重的作用。我们课题组利用表界面科学技术深入了解这些器件的表面和界面。在这个报告里，我将主要介绍表界面科学研究在金属卤化物钙钛矿材料及相关太阳能电池器件中的应用。
热光伏型核电源原理及应用
汤亮亮教授兰州大学

以深空、深海探测为背景，报告中介绍了热光伏型核电源的工作原理及其与温差、斯特林型核电源的性能比较以及兰州大学在热光伏型核电源中核心换能器件—热光伏电池的研制进展。热光伏电池除在核电源中的应用外，还可应用于近红外激光输电、储能电站等领域，报告中对这方面的应用前景、国际研究动向进行了分析。

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第192次：界面科学与高性能太阳电池