6月26日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线报道了武汉九曜光电科技有限公司创始人团队，华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜、刘宗豪等人发表的题为“Buried interface molecular hybrid for inverted perovskite solar cells”的研究论文。论文通过一种创新策略获得高达26.54%准稳态认证效率，超过进表效率世界纪录。
该论文创新地提出一种埋底界面自组装单分子杂化策略，具有超浸润、分布均匀、载流子抽取速度快和非辐射复合低等优点，大幅提高了钙钛矿薄膜埋底界面处光生载流子的抽取效率，并最大限度的降低了埋底界面的缺陷浓度、减少了界面非辐射复合损失。反式钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其兼顾高效率和稳定性、易于量产和叠层等优势，是当前钙钛矿太阳能电池这一新兴光伏技术产业化的主流技术路线。但在学术研究领域，正式（n-i-p）结构的钙钛矿太阳能电池的认证效率此前一直处于相对领先的位置，早期研究正式结构电池的学者更多。一直到2023年，得益于自组装单分子（SAMs）空穴选择层（HSLs）和缺陷钝化策略的发展，反式PSCs的光电转换效率才超过正式PSCs。然而，常用的自组装单分子如[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸，其本征导电性并不理想，分子在基底上的自组装状态不受控制、分子尺度上的分布不均会造成界面电荷传输损失，对钙钛矿前驱体溶液的表面浸润性差，造成大量埋底界面微小孔洞和结晶不理想，导致大量埋底界面缺陷引发严重的界面复合，是限制反式PSCs效率进一步取得突破的重要原因。这些缺点在制造大面积器件时将进一步放大。而陈炜教授提出的自组装单分子杂化空穴传输材料具有超浸润、纳米尺度均匀分布、载流子抽取速度快和非辐射复合低等优点，能够同时实现埋底界面载流子高效输运和缺陷钝化，大幅提升器件性能。基于窄带隙FA0.95Cs0.05PbI3钙钛矿的反式PSCs在权威第三方机构（国家光伏产业计量测试中心NPVM）的准稳态认证效率高达26.54%，超过此前同机构认证的进表效率记录。此外，该新型杂化自组装单分子材料良好的浸润性十分有利于制备大面积器件，在孔径面积为11.1 cm2的微型模组中实现了22.74%的认证效率，证明了埋底界面自组装分子杂化策略具有潜在的实用价值。共吸附的多羧基单体增强了埋底界面处钙钛矿与NiO的键合连接，除效率提升外，也同步改善了器件的稳定性。目前上述研究成果已申请中国发明专利。这次突破是陈炜教授在反式钙钛矿太阳能电池技术路线长期坚守、耕耘取得的系列最新成果之一。陈炜教授长期从事钙钛矿太阳能电池的应用基础研究工作，是反式钙钛矿太阳能电池技术路线的重要开拓者、持续创新者和产业化实践者。特别聚焦于突破反式钙钛矿太阳能电池效率极限，大面积可控制备和稳定性瓶颈方向。相关研究兼具重要的学术价值和实用价值，面向国家“双碳政策”对新型光伏技术的重大需求，具有鲜明的需求导向、问题导向特征。2015年，陈炜教授以第一作者发表了反式钙钛矿太阳能电池国际首篇Science论文（Science, 2015, 350, 944），并获得国际上首个收录进表的1cm2钙钛矿太阳能电池效率记录（Martin Green et al., Solar Cell Efficiency Tables, Version 46）。时隔9年，陈炜教授通过一系列的改进和努力，再次将反式钙钛矿太阳能电池的认证效率推向国际最高，并以最后通讯作者发表Nature论文。截止目前，陈炜团队获得的反式钙钛矿小型模组NPVM权威认证效率达到23.4%（孔径面积11.1cm2），钙钛矿-钙钛矿叠层太阳能电池认证效率达到了29.8%，均处于国际领先水平。此外，团队还获得了德国VDE颁发的钙钛矿太阳能模组稳定性第三方认证报告，满足IEC61215和ISOS测试标准的关键稳定性技术指标方面也取得了显著进展。在完成一系列技术准备以后，陈炜作为首席科学家，在武汉光谷发起成立武汉九曜光电科技有限公司，公司在采取反式结构技术路线的同时，在器件的每个关键膜层都有自己独特的技术配方和工艺方案，在效率、成本、稳定性方面的集成优势会比一般的反式路线更加显著。今年内，九曜光电将建设完成MW级中试线，进行60×60cm2尺寸高性能反式钙钛矿组件的小批量生产，并努力在1年内在细分领域的特定场景下实现钙钛矿电池产品的市场化出货。去年11月，九曜光电完成数千万元融资，由华控基金领投。此前，华控基金在碳中和方面已经进行了长期系统性的研究，始终关注颠覆性技术对碳中和的影响。九曜光电团队在钙钛矿光伏技术方面拥有深厚功底，尤其是其十几年在钙钛矿电池稳定性、高效率、经济性制造方面拥有着独特优势，未来华控基金也将持续助力九曜光电在钙钛矿商业化应用的快速推进
