【環球時報綜合報道】中國新型太陽能電池刷新世界紀錄。國際學術期刊《自然》雜誌日前刊發了中國科學院化學研究所李永舫院士、孟磊研究員團隊的最新成果。經第三方機構認證，團隊製備的鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池穩態光電轉換效率達到28.04%，刷新該類型電池的世界紀錄。近日，該科研團隊成員接受了《環球時報》記者的專訪。

要理解這項突破的難度，首先得了解一個長期制約寬帶隙鈣鈦礦性能和穩定性的關鍵問題：鹵素相分離。

「這種相分離現象一旦發生，電池的電壓就會像漏氣的輪胎一樣不斷下降，性能持續衰退，成為阻礙其走向實際應用的致命短板。」孟磊向《環球時報》記者形象地解釋道，這個問題之所以棘手，在於它貫穿了鈣鈦礦材料從「出生」到「工作」的全生命周期。以往的研究大多隻針對其中一個階段進行修補，好比「頭痛醫頭、腳痛醫腳」，難以根治。研究團隊創新性地提出「全階段調控」策略，像一位高明的「微觀協調員」，在材料製備和使用的全過程中抑制了有害的相分離現象。

「截至論文發表時，28.04%這一轉換效率刷新了鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池的世界紀錄，表明我國在這一新興光伏方向上處於國際領先水平。」李永舫告訴《環球時報》記者。在實驗室持續光照運行測試中，器件運行625小時後仍保持初始效率的90%，顯示出較好的運行穩定性。不過，這一結果仍需通過更長時間的標準化測試、戶外運行及複雜環境驗證進一步檢驗。

鈣鈦礦和有機太陽能電池之所以備受矚目，不僅因為效率潛力高，更是因為它們為光伏器件的製造方式和應用形態提供了新的可能。

「鈣鈦礦和有機太陽能電池可以採用溶液加工，通過卷對卷印刷、狹縫塗布等方式進行連續製造，」李永舫描述了一幅令人嚮往的圖景，「這意味着未來太陽能電池不一定只是一塊安裝在屋頂或地面的‘板’，也可以成為一種輕薄、柔性、能夠與不同物體表面集成的能源功能材料。」

換言之，這種技術讓「像印報紙一樣造電池」不再只是科幻設想。溶液的流平性使得大面積塗布成為可能，光電功能層的厚度通常處於微米或亞微米尺度，製成柔性器件後，甚至可以彎曲摺疊。這種物理形態的改變，將拓展光伏產業的應用場景。

李永舫向《環球時報》記者解釋稱，這類電池天然的輕量化與柔性優勢，使其有望應用於建築光伏一體化（BIPV），比如直接做成能發電的弧形屋頂或窗戶遮陽簾；也有望應用於便攜式能源設備和可穿戴設備；更可能在無人機減負、空間供能等對重量極度敏感的領域大顯身手。上層寬帶隙鈣鈦礦還能為下層有機材料過濾掉紫外光，而有機層自帶的疏水性又能保護鈣鈦礦減緩水汽侵蝕，二者在光譜吸收和穩定性上形成了1+1>2的協同效應。

李永舫表示：「可以印刷」代表了一種重要的製造潛力，但真正實現像印刷工業一樣高速、連續和低成本生產，仍需要材料、裝備、工藝、封裝和質量控制的共同進步。

除了應用廣泛的地面市場，團隊的目光也投向了遙遠的太空。在專訪中，專家提及一個關鍵詞：高比功率（即單位質量所能提供的輸出功率）。

「鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池在空間應用方面最值得關注的優勢，就是高比功率和柔性潛力。」李永舫向《環球時報》記者解釋道。對航天器而言，發射質量和收納空間受到嚴格限制，因此提高單位質量所能提供的輸出功率，有助於減輕太陽翼系統的質量與空間負擔。如果這種輕薄如紙、能像卷軸一樣捲曲收納的柔性電池應用於新一代航天太陽翼，將帶來系統級的「減負革命」。李永舫設想，未來的太空光伏板可能不再侷限於冰冷的平板矩陣，而是能與可展開薄膜結構、充氣式艙體甚至航天器複雜的曲面蒙皮高度貼合。

那麼，這種在實驗室中取得突出性能指標的新型電池，能否適應太空惡劣的環境？李永舫表示：「未來還需要經過系統的空間環境模擬和在軌驗證，才能判斷其在抗輻照、真空穩定性、極端溫差和長期服役方面的實際表現。」

據專家介紹，高能粒子輻照、原子氧侵蝕、劇烈的冷熱交變（溫差可達數百攝氏度），這些都是鈣鈦礦和有機材料尚未在地面大規模驗證過的「魔鬼考題」。李永舫透露了接下來的攻關方向：「先實現高效率、高穩定性的小面積電池，再發展大面積子組件和柔性組件，隨後開展複雜環境可靠性評價，最終根據不同應用場景進行地面示範或空間驗證。」