伦敦大学学院研究人员发现，一种名为硫氰酸胍的盐可提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。钙钛矿太阳能电池作为新型半导体，能降低太阳能发电成本、提升发电效率。相关研究发表于《美国化学会志》。

研究团队表明，硫氰酸胍能减缓和控制钙钛矿晶体在制造过程中的形成方式，形成更光滑、均匀的层，减少可能影响性能、缩短电池寿命的微小缺陷。串联钙钛矿电池(将两层或多层太阳能电池堆叠)被视为超高效太阳能技术未来，因其每层可调整吸收太阳光谱不同部分，转化更多光能为电能。此次新研究使用了常作为堆叠电池底层的混合锡铅钙钛矿。

通讯作者汤姆·麦克唐纳博士(伦敦大学学院电子与电气工程系)称，该方法能直接有效提高制造过程中钙钛矿质量，提供性能更高、更稳定的太阳能电池，这是商业成功的关键。

测试中，团队实现该材料22.3%的效率，接近已报道的混合锡铅钙钛矿最高效率。实验室中最好的硅太阳能电池效率约27%，多数商用屋顶太阳能电池板效率约22%，全钙钛矿串联器件实验室效率已超30%，凸显其发展潜力。

伦敦大学学院研究小组演示，使用盐(如硫氰酸胍或其他药剂)作为串联电池底层，可能进一步提高世界纪录效率。钙钛矿太阳能电池虽以耐受缺陷闻名，但减少缺陷是实现更高效率和更持久器件的关键。胍盐添加剂让研究人员更好控制晶体生长，限制材料形成过快产生的缺陷。

第一作者董月耀(伦敦大学学院电子与电气工程系)表示，研究为深入了解晶体形成过程提供宝贵见解，通过可控调控能制造出质量更高的薄膜，直接转化为更高效、持久的设备。合著者林杰廷博士(国立中兴大学)补充，这为高性能串联太阳能电池钙钛矿结构微调打开大门，可能显著突破效率极限。

过去十年，钙钛矿太阳能电池成为传统硅基太阳能电池板的领先替代品。它与硅一样是半导体材料，特定条件下可导电。其优势在于可在低温下采用更简单、能耗更低的工艺制造，对大规模生产有吸引力，还为轻质、柔性太阳能电池板制造开辟可能。钙钛矿电池可调整捕获太阳光谱不同部分，是串联太阳能电池的理想选择，串联电池可结合钙钛矿与硅捕获更多阳光，也可配置为全钙钛矿串联电池，提供增强光捕获可调性和更大制造灵活性。

虽胍盐此前已用于钙钛矿研究，但此次研究阐明了其影响晶体形成的方式，以及实现更高效、稳定太阳能电池的方法。该研究建立在团队发表在《ACS Energy Letters》上的早期研究基础上，早期研究表明胍盐还可改善电荷传输，减少电池内不必要的离子运动。

更多信息：Yueyao Dong 等，通过离液剂调控锡铅卤化物钙钛矿晶体生长，《美国化学会志》(2025)

随着清洁能源需求增长，大规模生产高效、低成本太阳能电池的能力至关重要。此类进展有望克服钙钛矿技术商业化剩余障碍，为更高效、耐用、经济的下一代太阳能电池板开辟道路。