再突破！協(xié)鑫集成鈣鈦礦疊層電池研究成果再登頂級期刊《AFM》

近日，協(xié)鑫集成聯(lián)合蘇州大學在空間互補協(xié)同策略（SCSS）方面的研究成果，成功發(fā)表于材料科學領域頂級期刊《Advanced Functional Materials》（簡稱AFM）。該成果所研發(fā)的鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池，經(jīng)第三方認證實現(xiàn)32.12%的光電轉換效率（PCE），不僅破解了制約鈣鈦礦疊層電池量產(chǎn)的核心技術瓶頸，更為光伏行業(yè)邁向“40%+效率時代”筑牢關鍵技術根基。

作為國際材料科學與工程領域的旗艦期刊，《Advanced Functional Materials》以嚴苛評審標準聚焦原創(chuàng)性與應用價值雙高的突破性研究，僅收錄能推動學科發(fā)展或產(chǎn)業(yè)變革的優(yōu)質(zhì)成果。協(xié)鑫集成此次登刊成果，憑借超越傳統(tǒng)單一鈍化劑的界面設計范式獲得全球學術界廣泛認可，不僅彰顯了協(xié)鑫集成在鈣鈦礦疊層技術領域的學術話語權，更為全球鈣鈦礦器件界面工程研究提供了創(chuàng)新范式。

從技術背景來看，鈣鈦礦/硅疊層電池是業(yè)界公認的突破單結電池效率天花板的核心路徑，但界面復合損失與穩(wěn)定性不足兩大難題，長期阻礙其從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。現(xiàn)有分子鈍化策略存在固有矛盾：小分子陽離子能修復晶格深層缺陷，卻缺乏環(huán)境防護能力；大分子陽離子可形成表面防護屏障，卻無法滲透晶格實現(xiàn)深層鈍化，這一矛盾成為制約技術產(chǎn)業(yè)化的核心卡點。

針對這一行業(yè)痛點，協(xié)鑫集成研發(fā)團隊創(chuàng)新提出SCSS策略，通過設計哌嗪（Pip?）與苯乙基銨（PEA?）功能互補的分子二元體，構建“深層鈍化-表面防護”協(xié)同體系，成功化解傳統(tǒng)技術矛盾。形象來說，Pip?如同“深層修復兵”，憑借緊湊結構深入鈣鈦礦晶格，精準鈍化深層缺陷；PEA?則化身“表面防護盾”，在器件表面自組裝形成致密疏水冠層，有效抵御濕氣、氧氣侵蝕，兩者協(xié)同實現(xiàn)“缺陷修復+環(huán)境防護”雙重目標。

該策略采用“一步混合溶液應用”的簡潔架構，在效率、穩(wěn)定性、工藝適配性三大核心維度實現(xiàn)關鍵突破，為產(chǎn)業(yè)化轉化提供堅實支撐：

效率突破：32.12%認證效率+全參數(shù)優(yōu)化，掃清升級障礙

經(jīng)上海微系統(tǒng)與信息技術研究所（SIMIT）第三方權威認證，基于SCSS策略的疊層電池實現(xiàn)32.12%的PCE，冠軍器件效率更達32.3%。核心性能參數(shù)全維度提升：開路電壓（Voc）從1.940V升至1.968V，填充因子（FF）從76.50%提升至78.10%，短路電流密度（Jsc）達21.04mA/cm2。尤為關鍵的是，器件在350-500nm藍光波段的外量子效率（EQE）顯著提升，表明鈣鈦礦與電子傳輸層的界面非輻射復合被有效抑制（減少能量損耗，提升光電轉換利用率），為后續(xù)向40%+效率突破掃清核心障礙。

穩(wěn)定性突破：長周期測試達標，筑牢量產(chǎn)基礎

穩(wěn)定性是鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化的核心門檻。測試數(shù)據(jù)顯示，該器件在最大功率點跟蹤（MPPT）條件下連續(xù)1000小時標準太陽光照后，仍保留80.5%的初始效率，遠超對比器件500小時僅存80.23%的水平；在65℃、65%相對濕度的濕熱環(huán)境中測試800小時后，效率留存率達80.3%，顯著優(yōu)于原始器件的67.5%。此外，器件獨立認證穩(wěn)定功率輸出效率達31.87%，為量產(chǎn)應用提供了關鍵可靠性保障。

工藝突破：適配現(xiàn)有產(chǎn)線，降本潛力明確

SCSS策略通過“一步混合溶液涂布工藝”的構建，無需增設復雜工藝步驟，可直接適配現(xiàn)有光伏產(chǎn)線的規(guī)模化生產(chǎn)邏輯。同時，器件表面粗糙度優(yōu)化至Ra=11.1nm，表面接觸角達59.32°，實現(xiàn)“電荷傳輸效率-封裝難度”的平衡：既保障電荷高效傳輸，又降低后續(xù)封裝工藝復雜度，為進一步降低度電成本（LCOE）筑牢工藝基礎。

此次技術突破兼具學術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應用雙重價值。學術層面“功能互補分子二元體”的設計思路，突破了傳統(tǒng)單一鈍化劑的局限，為鈣鈦礦界面工程研究提供新方向；產(chǎn)業(yè)層面，32.12%的認證效率可顯著提升光伏組件單位功率輸出能力，直接降低非硅成本投入，進一步鞏固光伏能源的成本優(yōu)勢；而穩(wěn)定性與工藝適配性的突破，將加速鈣鈦礦疊層電池的產(chǎn)業(yè)化落地進程。

隨著SCSS策略的持續(xù)優(yōu)化與量產(chǎn)轉化推進，光伏行業(yè)向“40%+效率時代”邁進將獲得更強勁的技術支撐，有望為全球能源轉型與“雙碳”目標實現(xiàn)提供更高效、可靠、經(jīng)濟的光伏解決方案。

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