蘇州大學(xué)，發(fā)完Science，一月后再發(fā)Nature！

Wu, X., Kou, W., Li, Z. et al. Electronic-resonance enhanced molecule for perovskite solar cells. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10919-4

1、我國研發(fā)出具有“電子共振”結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦光伏電池

新華社記者7月22日從蘇州大學(xué)獲悉，該校李耀文、陳先凱與東南大學(xué)張?zhí)鞇鸬?名學(xué)者合作，提出“電子共振”策略，以解決柔性鈣鈦礦光伏電池效率不高、穩(wěn)定性弱等難題。相關(guān)成果22日由國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。

據(jù)論文共同通信作者之一的李耀文介紹，與質(zhì)地堅硬的晶硅光伏電池板不同，鈣鈦礦光伏電池被認(rèn)為是下一代光伏技術(shù)的重點研發(fā)方向。它具有輕、薄、柔的特點，應(yīng)用場景廣泛，不僅可用作未來空間站、深空探測基地的理想能源器件，還能附著在衣物表面，甚至可以緊貼皮膚，實現(xiàn)“哪里能曬太陽，哪里就能發(fā)電”。

但目前，柔性鈣鈦礦光伏電池的自組裝單分子界面材料，在長時間高溫光照條件下容易脫附失效，成為限制這種電池壽命的主要因素之一。

2025年12月11日，李耀文（右一）指導(dǎo)團隊師生檢測柔性鈣鈦礦光伏電池。（蘇州大學(xué)供圖）

團隊融合材料化學(xué)、界面物理、理論計算、器件工程等學(xué)科，歷經(jīng)5年攻關(guān)，從分子內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計并合成了具有“電子共振”結(jié)構(gòu)的自組裝單分子界面新材料。

“‘電子共振’效應(yīng)讓分子與柔性電極間實現(xiàn)了共價鍵合。”李耀文告訴記者，團隊用這種新材料制備了樣品，經(jīng)第三方權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證，光電轉(zhuǎn)化效率達26.64%，在高溫下以最大功率點追蹤運行1080小時，效率仍維持在初始值的99%以上，多項穩(wěn)定性測試結(jié)果達到國際標(biāo)準(zhǔn)。

《自然》審稿專家認(rèn)為，單分子界面材料是一個熱門研究領(lǐng)域，以往不少研究關(guān)注其局部性能的優(yōu)化，此次研究則聚焦界面材料與柔性電極間的脫附現(xiàn)象，提出了新的研究方向。

李耀文表示，團隊正籌備將此次研究成果轉(zhuǎn)入中試環(huán)節(jié)，加快推動鈣鈦礦光伏電池產(chǎn)業(yè)化。（新華社記者陳席元）

2、蘇大科研團隊聯(lián)合企業(yè)開發(fā)無銦疊層光伏電池

6月18日，蘇州大學(xué)張曉宏教授、楊新波教授團隊聯(lián)合澳大利亞莫那什大學(xué)、正泰新能、博達新能和邁為科技等光伏領(lǐng)軍企業(yè)的研究論文“Indium-Free Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with Tin Oxide Recombination Layer and Electrodes”，在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上線。該工作以蘇州大學(xué)為第一單位發(fā)表，第一作者為蘇州大學(xué)與莫納什大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生施偉，通訊作者為張曉宏教授、楊新波教授、莫納什大學(xué)程淵教授和正泰新能研發(fā)總監(jiān)李子佳博士。

傳統(tǒng)鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池結(jié)構(gòu)中，銦基透明導(dǎo)電氧化物（例如ITO和IZO）被廣泛用作復(fù)合層和電極。然而，這一主流技術(shù)路線一直面臨兩大核心痛點。首先，銦屬于稀有元素，全球儲量十分有限，高昂的價格制約了疊層電池的大規(guī)模量產(chǎn)。其次，傳統(tǒng)的磁控濺射沉積工藝極易對底層脆弱的功能層造成破壞，限制了疊層器件整體性能和良率。

為了攻克上述難題，研究團隊創(chuàng)新性地開發(fā)了低損傷反應(yīng)等離子體沉積（RPD）技術(shù)制備氧化錫（SnOx）中間復(fù)合層和透明電極。

研究證明，RPD-SnOx作為復(fù)合層能實現(xiàn)自組裝單分子（SAM）空穴傳輸層更致密、更均勻的錨定，提升了電池的光電轉(zhuǎn)化效率和穩(wěn)定性。團隊試制了1平方厘米和207.9平方厘米的無銦疊層電池。經(jīng)國家太陽能光伏產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心認(rèn)證，兩者初始光電轉(zhuǎn)化效率分別達33.56%和30.98%。其中，207.9平方厘米的樣品接受105天戶外運行測試后，轉(zhuǎn)化效率仍保持在初始水平的65%左右。

▲張曉宏、楊新波團隊按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸制造的無銦“鈣鈦礦/晶硅”疊層光伏電池

該工作突破了高效鈣鈦礦/晶硅疊層電池對銦基透明導(dǎo)電材料的長期依賴，構(gòu)建了無銦SnOx復(fù)合互聯(lián)層與透明電極體系，相較于傳統(tǒng)銦基疊層電池，戶外實域穩(wěn)定性提高約6倍，透明電極成本下降約80%，轉(zhuǎn)換效率提升約4%。

▲無銦疊層電池結(jié)構(gòu)圖、小面積認(rèn)證效率、大面積組件認(rèn)證效率和戶外實測效果

張曉宏表示，銦的開采與提煉過程高耗能、高污染。團隊近年來致力于探索低成本、可持續(xù)、規(guī)模化的光伏新材料體系與工程化技術(shù)路徑，此次開發(fā)的無銦技術(shù)理論上可兼容現(xiàn)有產(chǎn)線，下一步，團隊計劃與企業(yè)合作嘗試小批量生產(chǎn)。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aef5355

來源：新華社、蘇州大學(xué)