IT之家 8 月 13 日消息，南京大學宣佈，該校肖科助理教授、譚海仁教授課題組聯合仁爍光能產業化團隊，開發出一種基於羧酸鉛材料的表面鈍化新策略，成功製備出認證效率達 22.0%（0.72m2 全面積）的鈣鈦礦光伏組件，並通過 IEC61215/IEC61730 全序列可靠性測試。研究成果發表於國際頂級學術期刊《自然》。
鈣鈦礦太陽能電池憑藉高效率、低成本、可溶液法制備等優勢，被視為最具潛力的下一代光伏技術。經過十餘年的發展，目前鈣鈦電池實驗室效率已經可以與傳統的晶體硅太陽能電池相媲美。
為突破均勻鈍化瓶頸，研究團隊從傳統有機胺鹽表面鈍化機制中獲得啓發 —— 傳統方法依賴於銨基鹵化物與鈣鈦礦表面殘留的 PbI2 反應，生成低維鈣鈦礦或與 PbI2 配位結合，從而降低表面缺陷態密度。團隊反其道而行之，提出一個全新思路：若想採用化學性質穩定的鉛鹽作為新型鈍化材料，需預先在鈣鈦礦薄膜表面構建一層富含有機鹽的「反應平台」。
為此，研究團隊首先系統探究了鈣鈦礦在大面積結晶過程中的表面特性，並系統比較了不同鈣鈦礦原材料在各類溶劑中的溶解度，結果發現，不同原料在同一溶劑中的溶解行為差異顯著。基於這一發現，團隊開發出一種自發的「有機鹽上浮」技術。該技術採用由 2-甲氧基乙醇、1,3-二氧戊環和二甲基亞碸按特定比例混合而成的高飽和蒸氣壓溶劑配方，結合真空輔助結晶工藝，可在鈣鈦礦薄膜表面自然形成一層富含碘化甲脒的「保護基底」，為後續鉛鹽鈍化提供了理想的反應界面。
在上述碘化甲脒表面富集的鈣鈦礦薄膜基礎上，團隊進一步採用有機鉛鹽進行表面處理。這一方法不僅使鈍化劑在大面積組件上塗布更加均勻，還顯著提升了組件在潮溼、高溫和持續光照環境下的運行穩定性。研究表明，羧酸鉛（LCP）的鈍化機制與傳統銨基鈍化劑截然不同。LCP 並非簡單地覆蓋在鈣鈦礦表面，而是通過化學反應與鈣鈦礦形成牢固的化學鍵合，實現了界面能級的良好匹配和更高效的電荷傳輸。
基於上述技術路線，研究團隊製備了孔徑面積為 810cm² 的中試級鈣鈦礦組件，認證效率達到 24.0%。同時，團隊進一步製備了 0.72m²（1.2m×0.6m）的商業尺寸組件，全面積認證效率達 22.0%，穩態輸出功率 158.4 W，創下平米級鈣鈦礦組件的最高效率紀錄。
更令人振奮的是，該組件在可靠性方面取得了重要突破。在 85% 相對溼度 / 85°C 的溼熱老化測試中，經過 1300 小時後，採用傳統銨基鈍化劑的組件效率下降了 39%，而採用羧酸鉛鈍化策略的組件僅下降 2%。在-40°C 至 85°C 的熱循環測試（300 次循環）中，羧酸鉛改性組件幾乎無效率損失。組件通過 IEC61215/IEC61730 全序列可靠性測試，標誌着鈣鈦礦光伏組件在商業化應用中邁出了關鍵一步。
為驗證鈣鈦礦組件在實際運行環境中的表現，研究團隊在同一個大型地面電站內分別安裝了 1MW 的鈣鈦礦光伏系統和 3.5MW 的晶硅（TOPCon）光伏系統，開展了為期三個月（2026 年 3 月至 5 月）的對比監測。
監測數據顯示，鈣鈦礦系統在日均單位發電量上持續優於晶硅系統。3 月、4 月和 5 月的月度單位發電增益率分別為 3.42%、3.79% 和 5.81%，且隨着氣溫升高和光照增強，鈣鈦礦組件的發電優勢愈發明顯。這一結果充分驗證了鈣鈦礦光伏技術在真實戶外條件下的商業化可行性。