文章导读
为什么全球顶尖实验室都在攻克钙钛矿光伏的产业化难题？西安交大吴朝新教授团队刚刚在《自然·通讯》发表突破性成果，成功破解大面积组件制备的核心瓶颈！他们创新的原位集成空穴传输层策略，让钙钛矿太阳能电池在保持26.02%超高效率的同时，实现了从0.0655cm²到近750cm²的完美尺度跨越，最大组件效率突破20.21%。更令人振奋的是，封装组件一举通过三项国际权威稳定性测试，让商业化应用迈出关键一步。这项技术将如何加速新一代光伏技术落地？点击揭晓颠覆性解决方案的完整细节。
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在全球能源转型的关键时期，钙钛矿太阳能电池作为新一代光伏技术，在产业化应用中表现出巨大潜力。其中，如何获得均匀稳定的空穴传输层 (HTL)， 在大面积组件制备过程中至关重要。然而，目前基于自组装单分子层 (SAM) 的HTL通常存在界面结合力弱、薄膜均匀性差、稳定性不足等问题，限制了其规模化应用。
鉴于此，西安交通大学电信学部电子学院吴朝新教授团队提出了一种集成HTL策略，并在NiOx合成过程中进行原位SAM锚定，从而形成一种可扩展、高性能且耐用的HTL。该策略显著增强了分子有序性、能级排列和电荷提取，从而显著提升了大面积狭缝涂布组件的性能。
采用这种HTL的钙钛矿太阳能电池实现了26.02 %的最高效率（有效面积为 0.0655 cm2），而大面积组件效率在23.25 cm2时达到22.80 %，87.45 cm2时达到21.45%， 749.276 cm2时达到20.21 %（认证效率为19.50 %），显示出卓越的可扩展性。此外，商业应用的关键关注点——辐照和热稳定性，也得到了显著改善。封装后的大面积组件成功通过了 IEC 61215-2-2021标准中的三项组件质量测试（MQT）：户外暴露（MQT 08）、紫外线预处理（MQT 10）和湿高温工作寿命（MQT 13）测试。
上述研究近期以《用于高性能和可扩展的钙钛矿太阳能电池的原位协调HTL策略》(In situ Coordinated HTL Strategy for High-Performance and Scalable Perovskite Solar Cells) 为题发表在国际顶级期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上，西安交通大学电子科学与工程学院为第一通讯单位。课题组博士生孙郁露和许若尧为共同第一作者，代锦飞副教授、吴朝新教授、董化教授为共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助，论文测试表征得到了西安交通大学大型仪器设备共享测试中心支持。吴朝新教授团队长期研究新型功能材料的“光-电”与“电-光”物理机制及其器件应用如太阳能电池、发光二极管、光电探测器等。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-64111-9
吴朝新教授个人主页：http://zhaoxinwu.gr.xjtu.edu.cn
董化教授个人主页：http://gr.xjtu.edu.cn/web/donghuaxjtu
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