北京
近日，嘉興大學生物與化學工程學院李在房教授團隊尹新星博士在國際頂級學術期刊
Nature發表了題為《Efficient near-infrared harvesting in perovskite–organic tandem solar cells》的研究論文。嘉興大學尹新星博士為論文共同第一作者，新加坡國立大學侯毅教授為該論文的通訊作者。這是嘉興大學教師首次以共同第一作者在該國際頂級期刊上發表論文，實現了學校在國際頂級學術期刊的歷史性重大突破，標志著學校在鈣鈦礦太陽能電池研究領域取得了具有國際顯示度的重大科研成果。
太陽能電池領域長期受限于單結器件的理論效率極限（Shockley-Queisser極限），而鈣鈦礦-有機疊層電池憑借材料帶隙可調的特性，理論上可實現超35%的光電轉化效率。這類全薄膜結構兼具輕量化、柔性化和低成本溶液加工優勢，在建筑光伏一體化、車載能源等領域潛力巨大。然而其認證效率長期落后于單結鈣鈦礦電池（27%）及其他疊層體系（如鈣鈦礦-鈣鈦礦疊層30.1%），核心瓶頸在于子電池的效率損失。
分子結構與器件性能
研究團隊基于前期成果（
Nat. Photon.2024, 18, 1269），在本研究工作中，通過SAM末端溴的引入實現了寬帶隙鈣鈦礦子電池的精準能級匹配和相分離抑制。基于所開發的Ph-Br-4PACz分子，鈣鈦礦薄膜熒光量子產率提升4倍（達1.82%），準費米能級分裂推算的開路電壓（iVOC）達1.38 V。單結器件VOC達1.37 V，FF高達85.5%，效率突破20.4%。更關鍵的是，該設計顯著抑制光照下的鹵化物相分離，器件在85%濕度下MPPT工作壽命延長至550小時。結合有機子電池的不對稱受體設計，一舉將鈣鈦礦-有機疊層電池的效率突破到了26.4%（1 cm2認證值），創造了新的世界紀錄，為柔性光伏產業化開辟新路徑。
作者尹新星簡歷
尹新星，博士，嘉興大學碩士研究生導師，嘉興市“創新嘉興·精英引領計劃”青年領軍人才。長期從事鈣鈦礦太陽能電池界面材料研究，通過材料創新推動鈣鈦礦太陽能電池產業化，曾多次創造電池效率世界紀錄。近年來，以第一/通訊作者身份（含共同）在國際頂級期刊如Nature、Nat. Photon.、Energy Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.等發表高水平SCI論文21篇 （其中15篇IF > 10，ESI高被引論文3篇，熱點論文1篇），授權中國發明專利5項。主持國家自然科學基金青年項目1項，省部級項目2項，市廳級項目2項。
嘉興大學生物與化學工程學院光伏新能源研發團隊簡介
嘉興大學生物與化學工程學院光伏新能源研發團隊是由學校“南湖學者”特聘教授李在房2018年11月組建的，團隊現有成員6人、研究生15人，研究聚焦鈣鈦礦/有機太陽能電池。長期以來，團隊與晶科新能源、阿特斯等世界光伏龍頭企業保持深度產學研合作，并聯合嘉興市小辰光伏科技有限公司打造了嘉興市首條純鈣鈦礦太陽能電池中試線。2020年，團隊牽頭獲批學校首個省級國際科技合作平臺“長三角光伏與新能源技術國際科技合作基地”并在2023年獲考核優秀。2024年，團隊與晶科新能源聯合申報并獲批“全省先進疊層光伏技術重點實驗室”。近5年，團隊獲批國家自然科學基金4項，嘉興市產業攻關項目1項，參與獲批浙江省尖兵項目1項， 研究成果先后發表在Nature、Nature Photonics、Advanced Materials、Energy & Environmental Science等國際頂級期刊。
本文來源：嘉興大學。
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