在清洁能源需求日益增长的当下，太阳能发电领域迎来重要突破。伦敦大学学院研究人员发现，一种名为硫氰酸胍的盐能够显著提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性，为太阳能发电成本降低与效率提高带来新希望。相关研究成果发表于《美国化学会志》。

钙钛矿太阳能电池作为一种新型半导体，是传统硅基太阳能电池板的领先替代品。它不仅能在特定条件下导电，还具备可在低温下采用更简单、能耗更低工艺制造的优势，对大规模生产极具吸引力，也为轻质、柔性太阳能电池板的制造创造了可能。此外，钙钛矿电池可调整以捕获太阳光谱不同部分，是串联太阳能电池的理想之选。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的未来，全钙钛矿串联器件在实验室效率已超30%，凸显其跨越式发展潜力。

此次研究中，研究团队表明硫氰酸胍可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、更均匀的层，有效减少材料中影响性能、缩短电池寿命的微小缺陷。通讯作者汤姆·麦克唐纳博士称，该方法直接有效地提高了制造过程中钙钛矿的质量，为性能更高、更稳定的太阳能电池提供关键支持，这是商业成功的关键要求。

在测试环节，该团队使用混合锡铅钙钛矿(通常是堆叠电池的底层)实现的这种材料效率达22.3%，接近已报道的混合锡铅钙钛矿最高效率。相比之下，实验室中最好的硅太阳能电池效率约27%，多数商用太阳能电池板效率约22%。

第一作者董月耀表示，这项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、更持久的设备。合著者林杰廷博士补充道，它为高性能串联太阳能电池钙钛矿结构的微调打开大门，有望显著突破效率极限。

钙钛矿太阳能电池虽以对缺陷有一定耐受性闻名，但减少缺陷是实现更高效率和更持久器件的关键。胍盐添加剂的作用原理是让研究人员更好控制晶体生长，限制材料形成过快时产生的缺陷。此前胍盐已用于钙钛矿研究，但此次研究提供了新见解，阐明了其对晶体形成的影响及实现更高效、稳定太阳能电池的方法。该研究还建立在此前团队发表在《ACS Energy Letters》上的早期研究基础上，当时研究表明胍盐还可帮助改善电荷传输，减少电池内不必要的离子运动。

随着清洁能源需求持续增长，大规模生产高效、低成本太阳能电池的能力至关重要。此次研究进展有望克服钙钛矿技术商业化过程中的剩余障碍，为更高效、更耐用、更经济的下一代太阳能电池板开辟道路。

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)。