新加坡国立大学研究人员近日开发出一种气相沉积新方法，显著提升了钙钛矿-硅串联太阳能电池在高温条件下的长期稳定性。该研究成果已发表在《科学》期刊上。

研究团队首次成功将该气相沉积技术应用于工业级微米纹理硅晶圆。这种晶圆是目前商业太阳能电池制造中实际采用的材料结构。该方法能够在工业纹理硅片上实现高质量、保形的钙钛矿层生长，这是实现大规模太阳能电池生产的关键条件之一。

团队负责人、新加坡国立大学设计与工程学院助理教授侯毅表示：“在工业纹理硅上实现高效率和长期耐久性，对于串联晶体管的商业可行性至关重要。”

制备的器件实现了超过30%的功率转换效率。在标准测试条件下，其运行稳定性超过2000小时。该钙钛矿-硅串联器件在85摄氏度及一个太阳光照强度的严苛老化测试中，保持超过1400小时的T90寿命。这一结果表明该电池具有目前报道中最优的耐久性之一，验证了其商业化应用潜力。

在气相沉积过程中，有机前驱体分子难以在工业硅片陡峭的纹理表面均匀吸附，易导致薄膜质量不佳。为应对这一挑战，研究人员设计了一种特殊分子，它能够与硅表面结合，优化有机分子的吸附过程，从而实现化学平衡的钙钛矿薄膜生长。

“通过气相沉积钙钛矿，我们一次性解决了两个根本性的挑战：与真正的工业硅晶片的兼容性以及在高温下的稳定运行。”侯毅助理教授指出，“这是首个证明气相生长钙钛矿串联电池达到商业部署所需耐久性的证据。”

这项气相沉积技术的突破，为实现从实验室规模向实际产品的转化提供了重要路径。研究团队下一步计划将该工艺从小面积电池扩展至大面积组件，并将其集成到中试生产线中。

侯毅助理教授表示：“我们的下一阶段是在实际运行条件下演示全尺寸、耐用的串联模块。这将使我们离商业部署更近一步。”

更多信息： 作者：Nengxu Li 等人，标题：《用于高稳定性串联太阳能电池的织构化硅上钙钛矿蒸汽的最佳分配》，发表于：《科学》(2025)。期刊信息： 科学