提升25倍！武大技术突破破解钙钛矿电池寿命难题

电子发烧友网综合报道
在全球能源转型的浪潮下，光伏技术成为清洁能源发展的核心方向，而钙钛矿太阳能电池凭借高转换效率、低成本制备等优势，被视作下一代光伏技术的重要突破口，却长期受困于效率与稳定性难以兼顾的行业难题。
 
2026年2月，武汉大学王植平课题组的最新研究成果在《科学》杂志在线发表，其研发的“原子尺度界面键合”技术成功打破这一瓶颈，让钙钛矿电池的高温工作寿命提升至对照器件的25倍，为该技术的产业化应用奠定了关键基础。
 
钙钛矿电池的高效稳定运行，核心在于构建牢固可靠的电荷传输界面。此前，高性能钙钛矿电池普遍采用有机分子层进行界面修饰，但这类材料存在先天短板，在持续光照和高温环境下稳定性不足，极易出现性能衰减，成为制约器件实际应用寿命的核心因素。
 
如何在提升电池转换效率的同时，强化其复杂工况下的稳定性，成为全球科研团队攻关的重点。王植平课题组针对这一行业痛点，另辟蹊径从界面调控入手，提出了全新的技术解决方案。
 
此次研发的核心创新点，在于采用原子层沉积工艺，在电池内部关键界面引入可调控的氧化铪中间层，实现了空穴与电子传输界面的原子级同步稳定。在空穴传输层界面，课题组制备了经过退火处理的n型氧化铪中间层，该层富含羟基且呈现路易斯酸性，能与自组装分子形成强度更高的三齿配位结构，让界面分子在原子尺度实现牢固键合，大幅提升了界面的热稳定性和机械附着力。
 
而在电子传输层一侧，p型氧化铪中间层则通过强键合作用锚定钝化分子，既有效抑制了钝化分子在高温下的脱附，又成功阻断了碘离子向金属电极的迁移，从源头上延缓了器件性能的衰退，构建起双重稳定防护体系。
 
技术突破带来了性能的跨越式提升，基于该技术制备的p-i-n型钙钛矿太阳能电池，不仅实现了27.1%的高功率转换效率，第三方认证效率也达到26.6%，保持了高效的光电转换能力。更值得关注的是其优异的稳定性，在85℃高温、持续1个太阳光照的严苛条件下，该电池连续运行超过5000小时后，仍能保持初始效率90%以上的性能，其高温工作寿命达到传统对照器件的25倍，首次实现了钙钛矿电池效率与稳定性的双重突破。
 
同时，该研究还揭示了多重协同稳定机制，通过无机氧化物中间层实现原子级精准界面键合，同步实现电荷分布调控与离子迁移抑制，为钙钛矿电池的性能优化提供了全新的理论思路。
 
这项技术的突破，不仅在基础研究领域具有重要意义，更具备极强的产业化应用潜力。课题组所采用的原子层沉积技术，与现有大面积生产工艺兼容性强，无需对现有产线进行颠覆性改造，降低了技术落地的成本和难度，为推进钙钛矿光伏技术的产业化应用提供了关键的界面解决方案。
 
在国家自然科学基金、国家重点研发计划的支持下，这一成果是我国在光伏材料领域自主创新的重要体现，也让我国在钙钛矿电池核心技术研发上占据了全球领先地位。