我院沈向前副教授团队联合上海交通大学韩礼元教授在钙钛矿光伏电池研究方面取得重要进展。研究成果以“Key Advancements and Emerging Trends of Perovskite Solar Cells in 2024–2025”为题，发表于国际应用物理领域顶级期刊《Nano-Micro Letters》（影响因子36.3），新疆大学物理科学与技术学院为第一完成单位，学院沈向前副教授为论文第一作者及第一通讯作者，共同通讯作者为上海交大韩礼元教授。 研究领域：钙钛矿电池、光电材料与器件、微纳光子结构 |
| 研究背景/选题意义/研究价值： |
在全球能源转型与碳中和目标的驱动下，太阳能作为最具潜力的可再生能源之一，其高效利用技术备受关注。钙钛矿太阳能电池凭借高效、低成本、柔性可制备的核心优势，成为光伏领域突破传统技术瓶颈的核心方向。目前，钙钛矿电池的实验室效率已突破27%，展现出与晶硅电池竞争的实力。然而，其商业化进程仍面临两大核心挑战：一是小面积器件与大面积组件的性能鸿沟(如效率衰减、均匀性不足)，制约了从实验室到产业化的规模化应用；二是长期运行稳定性问题，尤其在户外复杂环境(温度波动、湿度、紫外线等)下的衰减机制尚未完全明晰。此外，传统制备工艺依赖有毒溶剂、真空环境及高能耗步骤，与绿色制造和可持续发展目标存在矛盾。这些问题成为钙钛矿光伏从实验室走向市场的关键障碍。如何系统性解决这些难题，是该领域亟待突破的核心科学挑战。 |
| 主要研究内容： |
在学界和产业界的共同努力下，钙钛矿电池最近两年(2024——2025)成就斐然，如单结和双结电池的认证效率分别突破了27%和34%，兆瓦级的光伏组件在户外展现出超一年的稳定运行等。新疆大学沈向前副教授&上海交通大学韩礼元教授等在这篇综述中，全面回顾了钙钛矿电池在最近两年中的重要成就。文章首先总结了单结、柔性、叠层等不同类型电池在转换效率方面的突破，并从界面工程、传输层设计、钙钛矿结晶等角度分析了器件性能提升的内在机制。随后，探讨了钙钛矿电池在稳定性和大面积制备工艺方面的最新进展，重点关注小面积器件和钙钛矿组件之间的性能差异。最后，梳理了钙钛矿电池商业化道路上仍然存在的挑战，并对该领域的发展趋势、商用成本、循环利用等关键问题给出了建议。 
图1. 钙钛矿光伏在稳定性、大面积制备、光电转换效率以及可持续发展方面的研究焦点 |
| 主要创新点： |
1. 全面回顾钙钛矿电池在2024——2025之间的重要进展及其中的增长机制。 2. 阐明了小面积器件和钙钛矿组件之间的性能差异。 3. 探讨了钙钛矿光伏的商用前景及可持续发展策略。 |
| 受项目资助信息： |
本研究得到了国家自然科学基金项目（Grant No.U21A20171、12074245、52102281）、国家重点研发计划项目（Grant No.2021YFB3800068、2020YFB1506400）、上海市科技创新计划项目（Grant No.21YF1421600）以及中国科学技术协会青年英才支持计划（Grant No.2021QNRC001）的资助。 |
| 论文链接： |
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