🎯 科技 · 新能源

🔥 中国科学家在《自然》发表三结太阳电池成果，效率达32.22%，刷新钙钛矿三结电池世界纪录

8月17日，东南大学、天合光能与复旦大学联合科研团队在《自然》杂志发表重要成果，研发出高效率钙钛矿/钙钛矿/晶体硅三结太阳电池，实现32.22%的认证稳态光电转换效率，刷新该领域世界纪录。这一突破意味着我国在下一代光伏技术路线上再次站上全球巅峰，也为钙钛矿光伏从实验室走向规模化商用注入强劲动力。

三结太阳电池底层为硅电池，中间和顶部则分别采用不同带隙的钙钛矿吸光层，从而更加充分地利用太阳光谱。传统单晶硅电池效率天花板约30%，而三结叠层通过分级吸收不同波段的太阳光，大幅提升了光电转换上限。

一、攻克表面缺陷，效率突破30%大关

宽带隙钙钛矿顶电池是获得高输出电压的关键，但材料表面缺陷引起的非辐射复合会造成显著电压损失，长期制约效率提升。团队从分子结构设计入手，设计并合成了一种新型界面钝化材料——4F-POEABr。

这种材料如同给钙钛矿表面刷了一层保护膜：一侧的全氟芳香骨架通过电场效应稳定表面，另一侧的铵盐基团通过化学键合修补缺陷。实验表明，该材料能有效减少宽带隙钙钛矿表面缺陷，使1.95eV宽带隙子电池获得1.413V开路电压，薄膜准费米能级分裂达1.53eV。

32.22%的认证效率意味着什么？作为对比，目前车规级光伏组件光电转换率仅约23%，此前中科院化学所研发的钙钛矿-有机叠层太阳能电池效率为28.04%，这项成果在不到两个月内将纪录提高了近4个百分点。

二、光学管理优化，各层电流精准匹配

材料突破只是第一步，三结电池内部各司其职同样关键。每一层产生的电流需大致相等，否则就像三人抬水，最慢者决定整体速度。

团队通过SnO2/IZO中间层调控，构建了双层光学间隔层，在几乎不引入电学压降损耗的前提下调控薄膜干涉，重新分配光场，使中间子电池短路电流获得0.5mA/cm2绝对增益。在1.046cm2孔径面积下，器件实现32.22%认证稳态效率；即便在15.62cm2大面积下，认证效率仍达26.97%，且几乎无迟滞效应。

稳定性方面，器件在1000小时最大功率点追踪和42天户外运行后，分别保持初始效率约80%和80.9%，证明其工程化应用前景可观。

三、成本优势显著，商业化进程加速

目前全球太阳能电池光电转换效率桂冠由多结Ⅲ-Ⅴ族半导体电池摘得（高达37%），但其身价高昂——每瓦电力成本是普通电池千倍，仅服务于太空与聚光系统。而钙钛矿三结电池以远低于Ⅲ-Ⅴ族半导体的成本，展现了逼近顶尖太空级电池的性能，堪称平民价格贵族性能。

钙钛矿材料具有带隙易调控、制备工艺灵活等特点，室温涂布工艺使成本低至约0.16美元/瓦，远低于传统薄膜光伏的0.40-0.69美元/瓦。天合光能作为联合研发方，已累计41次创造和刷新光伏世界纪录，专利申请超8400件。宁德时代等动力电池巨头也已布局GW级钙钛矿产线，产业协同效应正在形成。

《自然》杂志发表这项成果，不仅标志着钙钛矿三结电池正式突破30%效率大关，更意味着钙钛矿永远在明天的调侃正在成为历史。中国科学家正用技术实力，推动下一代光伏从实验室走向规模化商用。

综合新华网、央广网、科技日报、新浪财经报道 | 2026年8月29日