近日，国际光伏科研领域传来重要消息。最新一期《科学》杂志报道，沙特阿卜杜拉国王科技大学、德国弗赖堡大学和弗劳恩霍夫太阳能系统研究所组成的国际团队，在钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池产业化进程中取得突破，成功攻克长期困扰业界的钝化难题。他们首次在工业主流的硅底电池纹理化结构上，实现钙钛矿顶电池的高质量钝化，将光电转换效率提升至 33.1%，开路电压达 2.01 伏，为该技术从实验室走向大规模生产创造条件。
全球清洁能源需求持续攀升，太阳能的重要性愈发凸显。当前，硅太阳能电池凭借成熟工艺和较高转换效率占据市场主导，但光电转换效率逐渐逼近 29.4% 的理论极限，进一步提升空间有限。为满足未来能源需求、推动光伏产业发展，寻找新型高效太阳能电池技术成为关键，钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池由此受到关注，被视为光伏领域下一代重要技术。
钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池通过将宽带隙钙钛矿顶电池与硅底电池集成，构建串联结构，能减少载流子热驰豫损失，充分利用太阳光能，理论转换效率远超单晶硅电池。不过，该技术迈向产业化面临诸多挑战。硅电池底层常用大尺寸金字塔状纹理，虽能增加表面积、提升光捕获效率，却让钙钛矿薄膜沉积和表面钝化变得复杂。此前，科学界未能在这种复杂结构上实现高质量钝化，严重阻碍叠层电池效率提升与大规模应用。
此次研究团队采用创新方法，在不平整的钙钛矿表面沉积 1,3 - 二氨基丙烷二氢碘化物，实现优异钝化效果。实验显示，该方法不仅改善顶电池表面，还作用于整个钙钛矿层，提升电导率和填充因子。研究发现，硅太阳能电池中钝化作用多集中在表面区域，而钙钛矿太阳能电池的表面处理会影响整个吸收层，产生 “深场效应”，进而增强整体性能。这一发现加深了对顶电池光电转换机制的理解，为后续研发更高效叠层电池提供新思路与理论支撑。
从行业层面看，这一突破意义重大。表面钝化是提升硅电池效率与稳定性的关键，如今在叠层电池中成功应用，意味着钙钛矿 - 硅叠层电池向大规模生产迈出关键一步。采用纹理硅底电池的叠层电池可兼容现有生产线，大幅降低产业化技术门槛与成本。此前，隆基叠层团队通过双层交错钝化策略，解决钙钛矿与电子传输层界面复合问题，将晶硅 - 钙钛矿叠层电池效率提升至 33.9%；天合光能也在该技术领域突破，自主研发的大面积叠层太阳电池效率达 31.1%。此次国际团队攻克钝化难题，与行业内此前成果相互配合，推动钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池技术持续完善。
当然，即便取得这一突破，钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池距离大规模商业化应用仍有距离。后续需在电池稳定性、长期可靠性及效率提升等方面深入研究。目前，部分团队通过优化材料结构、改进封装技术等方式，在提升钙钛矿电池稳定性上取得一定成效，但仍需持续改进以满足实际应用需求。不过，钝化难题的攻克为该技术发展注入动力，增强了产业界与科研界的信心。未来，随着技术不断进步，钙钛矿 - 硅叠层太阳能电池有望成为推动全球能源转型、实现可持续发展的重要力量，为人类提供更高效清洁的太阳能电力方案，光伏产业也将迎来新一轮技术变革与发展机遇，全球能源格局或因该技术广泛应用发生深刻变化。
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