本報北京7月14日電（記者崔興毅）新型太陽能電池薄如蟬翼，其上下兩層卻能分別“捕捉”不同顏色的太陽光，合力將光變成電的效率推上新高度。記者從中國科學院化學研究所獲悉，中國科學院院士李永舫和研究員孟磊團隊在鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池研究上取得重大突破，成功將該類器件的穩態認証光電轉換效率提升至28.04%，刷新世界紀錄。相關成果於13日在《自然》上發表。

鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池就像一道精心設計的光譜篩，上層寬帶隙鈣鈦礦材料主要吸收高能光子，下層窄帶隙有機材料專攻近紅外光，二者協同能夠突破這類電池的光電轉換效率極限。“然而，含溴和碘的寬帶隙鈣鈦礦材料長期有個‘懼光’的毛病：在制備和光照時，碘離子和溴離子容易分離，形成成分不均勻的區域，導致電池性能快速衰減。”李永舫介紹。

針對這一難題，研究團隊創新提出“全階段調控”策略，設計出一種可光轉換添加劑分子。在制備成膜階段，該分子幫助溴和碘均勻混合，避免初始“分家”﹔在光照運行階段，它又會轉變成結構更穩定、錨定能力更強的新分子，牢牢護住鈣鈦礦晶界，有效阻斷離子遷移通道。

“新引入的可光轉換添加劑分子正是實現從‘懼光’到‘馭光’這一轉變的關鍵。”孟磊說。得益於這一策略，團隊將經優化的寬帶隙鈣鈦礦前電池與窄帶隙有機后電池結合，制備出鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池。經認証，該類器件的穩態認証效率達28.04%。在持續光照運行625小時后，器件仍能保持初始效率的90%，展現出良好的工作穩定性。

李永舫表示，鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池兼具輕量化、柔性和高比功率優勢，未來可廣泛應用於建筑光伏一體化、可穿戴設備、無人機乃至空間站和深空探測等航天領域，“將為能源結構進一步轉型和地球可持續發展提供新的科學技術路徑”。