悉尼大学的澳大利亚研究人员在太阳能技术领域取得了突破性进展，他们的大面积三结钙钛矿太阳能电池创造了新的全球效率纪录，有望加速向更经济、更可持续的可再生能源转型。
由悉尼大学纳米研究所和物理学院的安妮塔·何-贝利教授（Professor Anita Ho-Baillie）领导的团队，成功研制出迄今为止最大、效率最高的三结钙钛矿-钙钛矿-硅叠层太阳能电池。他们的研究成果已在《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）期刊上发表。其中，一块16平方厘米的电池实现了23.3%的独立认证稳态功率转换效率，这是同类大面积器件的最高纪录。而在更小的1平方厘米电池上，更是创造了27.06%的惊人效率，同时在热稳定性方面树立了新标杆。
突破性进展：耐久性与实际应用
这项进步标志着在克服钙钛矿太阳能技术商业化主要障碍方面迈出了关键一步。在全球首次的测试中，上述较小尺寸的电池通过了国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）严苛的热循环测试，该测试要求设备经受200次介于-40至85摄氏度之间的极端温度波动。即使在连续光照下运行超过400小时后，该电池仍保持了95%的效率。
何-贝利教授指出，这项研究不仅提升了这些太阳能电池的性能和韧性，而且表明制造大型、稳定的钙钛矿器件是可行的，并展现了未来在效率提升方面的巨大潜力。
研究人员通过重新设计钙钛矿材料的化学成分以及三结电池的结构，取得了这些显著成果。他们用更稳定的铷取代了不稳定的甲基铵，从而构建出更不容易出现缺陷和降解的钙钛矿晶格。同时，他们还用二氯哌嗪取代了氟化锂，以改善电池的表面处理效果。利用先进的透射电子显微镜技术，研究团队发现纳米级的金以纳米颗粒而非连续薄膜的形式存在，这使得他们能够优化金纳米颗粒的覆盖，从而最大化电荷流动和光吸收。
加速清洁能源转型
钙钛矿材料因其低成本制造优势以及与硅材料叠层后能捕获更宽广太阳光谱的能力，在光伏研究领域日益受到重视。三结太阳能电池则利用三个相互连接的半导体层，每个层吸收太阳光谱的不同部分，从而最大限度地将太阳光转化为电能。
何-贝利教授强调，这是迄今为止展示的最大三结钙钛矿器件，并已通过独立实验室的严格测试和认证。这进一步增强了人们对该技术可扩展至实际应用的信心。
这项研究是在澳大利亚可再生能源署和澳大利亚研究理事会的支持下，与来自中国、德国和斯洛文尼亚的国际合作伙伴共同完成的。值得一提的是，何-贝利教授最近因其在钙钛矿太阳能技术领域的开创性工作，荣获了2025年尤里卡可持续发展研究奖（Eureka Prize for Sustainability Research）。她指出，钙钛矿材料已经证明其能够将效率推向超越单独硅基电池的极限。这些进步意味着人类正朝着更经济、更可持续的太阳能方向迈进，这将有助于推动一个低碳未来的实现。
