新加坡国立大学设计与工程学院化学与生物分子工程系的侯毅助理教授及其团队，近日在《科学》杂志发表研究，开发出一种创新的气相沉积方法，显著提高了钙钛矿-硅串联太阳能电池在高温下的长期稳定性。该研究在工业微米级纹理硅晶片上取得了重要进展，标志着此类高效电池向实际产品转化迈出了关键一步。

当前，要使钙钛矿-硅串联太阳能电池广泛应用于屋顶、光伏电站等场景，必须确保其能长期耐受高温、潮湿及强光照射。虽然在实验室环境下已能实现高效率，但在工业级硅片上获得长期耐久性一直是规模化生产的主要瓶颈。该团队的研究首次成功将气相沉积技术应用于实际的工业纹理硅片，实现了保形且高质量的钙钛矿薄膜生长，克服了制造工艺上的一大障碍。

在气相沉积过程中，钙钛矿前驱体分子难以均匀吸附于工业硅片复杂的金字塔纹理表面，易导致薄膜质量不佳和高温下快速退化。针对此问题，研究团队设计了一种新型分子策略，该分子能与硅表面结合，有效平衡并增强了有机前驱体的蒸汽吸附，从而实现了化学平衡良好的钙钛矿薄膜生长。采用此法制造的串联太阳能电池实现了超过30%的功率转换效率，并在85°C和1个太阳光照的标准老化测试下，稳定运行时间远超2000小时，其中T₉₀寿命超过1400小时。这些数据代表了该类型电池目前报道中优异的耐久性水平。

侯毅助理教授表示：“在工业纹理硅上实现高效率和长期耐久性，对于串联太阳能电池的商业可行性至关重要。”他进一步指出：“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。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。”

研究团队接下来的工作重点是将该气相沉积工艺从小型电池扩展至大面积组件，并整合到中试生产线中。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。”此项研究成果为制造耐用且高效的钙钛矿-硅串联太阳能电池提供了一条可行的工艺路径。

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