日前，复旦大学宣布，该校智能材料与未来能源创新学院梁佳研究员团队研发出的锡基钙钛矿太阳能电池，不仅实现了全生命周期无害，甚至突破了光电转换效率的世界纪录。这一创新成果攻克了无铅、可持续绿色光伏技术的关键难题，标志我国在清洁能源材料领域再获突破，未来有望融入人类日常生活。
相关成果以《基于均一埋底界面的锡基钙钛矿太阳能电池》（Tin-based perovskite solar cells with a homogeneous buried interface）为题，在《自然》（Nature）期刊发表。
据了解，团队摒弃铅基材料，选用环境友好且光电特性优异的锡元素，实现电池全生命周期无害。
锡基钙钛矿太阳能电池
团队设计了“双层空穴传输层” 结构，解决锡基材料易氧化、稳定性差的难题，大幅提升载流子传输效率。
“双层空穴传输层”诱导高质量锡基钙钛矿薄膜
这一成果经第三方权威认证，光电转换效率达到了17.7%，打破了此前16.5%左右的钙钛矿光电转换效率世界纪录，成为目前锡基钙钛矿太阳能电池转换效率的世界第一。
光电转换性能
据介绍，依托前期成果，梁佳团队同步开展了大面积电池制备与可扩展性研究，推进技术从实验走向应用。
通过优化溶液工艺与薄膜沉积方法，团队成功制备出数平方厘米级的高质量锡基钙钛矿薄膜，实现了在大面积器件上的纪录级效率。
锡基钙钛矿太阳能模组
这一成果表明，该技术具备优异的可放大性和工程兼容性，为未来产业化应用奠定了坚实基础。
此外，锡基太阳能电池的弱光发电性也十分突出。
目前使用的室内光伏，通常借助硅基电池，其光电转换效率在10%左右，而新技术的转换效率目前已经达到30%左右。
“这项技术特别适合在与人类密切接触的能源领域发挥作用。”梁佳举例道，汽车车顶可以直接使用该太阳能电池，在实现稳定发电的同时，有效避免铅元素带来的中毒隐患。