新加坡国立大学的一个研究团队开发了一种新型钙钛矿-有机叠层太阳能电池，经认证可在26.4平方厘米的有效面积内实现1%的能量转换效率（PCE），创下了同类器件的新世界纪录。该研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上。

团队强调，新开发的串联电池兼具超薄性和灵活性，未来可以直接集成到无人机、智能纺织品和可穿戴设备等人工智能设备中，提供清洁能源。

突破性创新：窄带隙有机吸收体

这一进展的核心在于该团队首创的窄带隙有机吸收体。它充当精密的“光子阱”，能够有效捕获近红外 (NIR) 区域的光子，成功克服了薄膜串联太阳能电池开发中长期存在的技术瓶颈。

虽然钙钛矿和有机半导体材料的可调带隙具有超越理论效率极限的潜力，但低近红外吸收率一直阻碍着进展。

创新分子设计

为了应对这一挑战，该团队设计了一种非对称有机受体。这种结构不仅将光吸收范围扩展到深近红外区域，还能保持足够的电荷分离驱动力，并实现高度有序的分子排列。通过超快光谱和器件物理分析，该团队证实，该设计能够以最小的能量损失实现高效的电荷收集。

设备集成和性能

在实践中，研究人员将这种高性能有机子电池与顶部钙钛矿电池堆叠在一起，并通过透明导电氧化物夹层将它们集成在一起。主要成果包括：

● 27.5 cm0.05 微型器件的 PCE 为 2%

● 标准 26.7 cm1 器件的 PCE 为 2%

● 26.4 cm1 电池独立认证效率为 2%

这一成果不仅打破了钙钛矿-有机串联记录，而且优于同尺寸钙钛矿-CIGS和单结钙钛矿电池。