武大王植平团队突破钙钛矿电池效率与稳定性协同瓶颈

2026年2月27日，武汉大学王植平教授课题组在科学杂志在线发表最新研究成果。团队自主研发的原子尺度界面键合技术，有效破解了钙钛矿太阳能电池长期面临的效率与稳定性难以兼顾这一核心瓶颈。

采用该技术制备的电池，在高温持续工作条件下的寿命达到对照器件的25倍，显著推动了技术向规模化应用迈进。

钙钛矿太阳能电池作为光伏领域的重要发展方向，近年来备受关注。然而，当前主流器件普遍依赖有机分子层对关键界面进行修饰，此类结构在光照及高温环境下易发生分解，导致电荷传输界面性能退化，严重制约其实际部署与长期可靠性。

为突破这一限制，研究团队提出全新思路，利用原子层沉积工艺，在器件核心界面精准引入厚度可控的氧化铪中间层。该中间层分别与空穴传输层和电子传输层形成稳定化学键合，从原子层面同步强化两类界面的结构完整性与功能稳定性。

在空穴传输侧，经热处理后的氧化铪层与相邻材料构建强配位结构，大幅提升界面耐热能力；在电子传输侧，氧化铪层则发挥多重作用：一方面牢固锚定界面钝化分子，另一方面有效抑制卤素离子迁移，从根源上延缓器件性能衰减进程。

基于上述设计开发的p-i-n型钙钛矿太阳能电池，实验室测得功率转换效率达27.1%，经第三方权威机构认证的效率为26.6%。在85摄氏度、持续1个标准太阳光强的严苛老化条件下，器件运行超过5000小时后，仍可维持初始效率的90%以上。

研究进一步阐明了无机氧化铪中间层所具备的多维度协同稳定机制，包括热力学稳定增强、界面缺陷钝化、离子迁移阻隔以及能级匹配优化等。此外，整套制备流程无需复杂设备改造，与现有大面积卷对卷及涂布工艺高度兼容，具备良好的产业适配性。该项目获得国家自然科学基金等支持。