当全球都在为碳中和绞尽脑汁，当新能源技术成为大国竞争的核心赛场，一款能改写能源格局的太阳能电池技术，在我国科研团队手中实现了历史性跨越 —— 钙钛矿太阳能电池认证效率突破 27.2%，更能在极端条件下长期稳定工作。这不仅是一组冰冷的数据，更是人类向清洁高效能源时代迈进的铿锵足音。

痛点直击：氯元素 “乱跑”，钙钛矿的 “先天短板”

钙钛矿太阳能电池曾被视为新能源领域的 “潜力股”，短短几年效率从不足 20% 飙升至 26% 以上，但始终难以突破 27% 的 “天花板”。问题的核心，藏在一种关键元素里 —— 氯。

为了提升电池性能，科研人员会在钙钛矿薄膜中加入甲基氯化铵（MACl）作为添加剂，但这种物质天生 “不安分”。在薄膜制备的退火过程中，氯离子会跟着溶剂挥发 “乱跑”，最终在薄膜表面和底部扎堆聚集，形成 “上下成分不均” 的尴尬局面。这种 “偏科” 直接导致了两大致命问题：一是电荷传输受阻，电子和空穴在 “杂乱的界面” 上容易 “迷路”，白白浪费能量；二是缺陷增多，电池稳定性大打折扣，在光照、高温环境下很快就会 “罢工”。

更棘手的是，氯离子的迁移对环境湿度极其敏感，而精准控制湿度在大规模生产中几乎难以实现。这一 “先天短板”，让钙钛矿太阳能电池长期徘徊在 “实验室明星” 与 “产业化主力” 之间，难以真正走向市场。

破局之道：给氯找 “保镖”，HVCD 策略横空出世

面对这一全球性难题，中国科学院半导体研究所、中国科学院大学等团队联手，想出了一个巧妙的解决方案 ——“垂直氯分布均一化（HVCD）” 策略。简单来说，就是给 “调皮” 的氯离子找个 “贴身保镖”，让它们乖乖待在该待的地方。

科研团队在钙钛矿前驱体中加入了一种特殊添加剂 —— 碱金属草酸盐（如草酸氢钾 PB）。在退火过程中，这种物质会分解释放出钾离子，而钾离子恰好能与氯离子形成稳定的氯化钾（KCl），相当于给氯离子装上了 “定位器”，牢牢锁住它们，避免其在薄膜中 “扎堆” 或 “逃逸”。

更精妙的是，这种 “锁氯” 机制还能带来连锁反应：钾离子与氯离子的结合抑制了表面缺陷的产生，消除了电荷传输的界面障碍；同时，草酸根离子还能通过螯合作用调控晶体生长，让钙钛矿薄膜形成均匀、致密的晶粒结构。一系列操作下来，钙钛矿薄膜从 “参差不齐” 变得 “整齐划一”，从根源上解决了效率和稳定性的双重难题。

成果惊艳：效率稳定性双爆发，数据刷新全球纪录

这项看似简单的 “加法”，带来了颠覆性的性能提升：

• 效率突破天花板：研制的倒置钙钛矿太阳能电池，经国家光伏产业计量测试中心、中国计量科学研究院两大权威机构认证，稳态光电转换效率达到 27.2%，创下同类电池的新高。即便是 1 平方厘米的大尺寸器件，效率也稳定在 26% 以上，为产业化应用奠定了基础。

• 稳定性堪比 “硬核玩家”：在 1 倍太阳光照射下连续工作 1529 小时，电池仍能保持初始效率的 86.3%；在 85℃的高温环境下持续老化 750 小时，效率保留率达 85%；更令人惊喜的是，未封装的器件在 85℃高温 + 强光照射下工作 1000 小时，仍能维持 82.8% 的效率，远超行业平均水平。

• 环境适应性更强：即便在 30%-40% 湿度的空气中制备，器件性能依然优于传统方法，打破了钙钛矿电池对严苛制备环境的依赖，为大规模生产成本控制提供了可能。

一系列数据背后，是核心性能的全面跃升：电荷载流子寿命从原来的 1.2-2.3 微秒延长至 4 微秒，表面陷阱密度降低了一个数量级，能量能级排列更合理，电荷传输效率大幅提升。

深层启示：不止于技术，更是能源转型的 “加速器”

这项技术突破的意义，早已超越了实验室的方寸之地，成为全球能源转型的重要推力。

从技术层面看，它破解了钙钛矿电池 “高效率必低稳定性” 的魔咒。长期以来，钙钛矿电池因稳定性不足被诟病 “中看不中用”，而 HVCD 策略通过精准调控元素分布，实现了效率与稳定性的 “双赢”，让钙钛矿电池向 “可商用” 迈出了最关键的一步。更重要的是，该策略具有普适性，其他碱金属草酸盐（如草酸钠）也能实现类似效果，为技术迭代留下了广阔空间。

从产业层面看，它降低了新能源的 “落地门槛”。钙钛矿电池本身具有制备成本低、可柔性、可大面积制备的优势，叠加 HVCD 策略带来的环境适应性提升，未来有望与传统硅基太阳能电池形成互补，应用于建筑光伏、便携式电源、太空发电等多个场景。试想，不久的将来，我们的屋顶、墙面、手机背板都能成为 “发电站”，清洁电力将无处不在。

从国家战略层面看，中国科研团队在这一前沿领域的领先地位，彰显了我国在新能源技术赛道的核心竞争力。作为全球最大的能源消费国和碳排放大国，我国在太阳能电池技术上的突破，不仅能为自身碳中和目标提供坚实支撑，更能为全球能源革命贡献 “中国方案”。

未来可期：还有哪些 “升级空间”？

尽管成绩斐然，但科研团队并未止步。他们明确指出，要让钙钛矿电池逼近理论效率极限，还有两大方向值得深耕：一是进一步优化相分布均匀性，彻底消除空间异质性；二是攻克掩埋界面的缺陷问题，目前该区域的缺陷密度仍较高，是提升性能的关键突破口。

随着技术的持续迭代，我们有理由相信，钙钛矿太阳能电池的效率还将持续攀升，稳定性将进一步提升，而成本则会不断下降。当清洁、高效、廉价的太阳能电力成为主流，我们的能源结构将迎来根本性变革，雾霾、碳排放等环境问题也将得到有效缓解。

这场始于实验室的技术突破，正在悄然改变我们的未来。它告诉我们，科技创新从来不是 “空中楼阁”，而是解决现实问题的 “金钥匙”；它更提醒我们，在能源转型的关键时期，每一项核心技术的突破，都值得被关注、被支持。因为今天的一个科研成果，或许就是明天照亮地球的一束光。

来源: 光伏大数据