日前，经国际第三方权威认证机构测试，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁课题组研发的大面积全钙钛矿叠层组件，稳态光电转换效率高达24.5%，刷新了全钙钛矿叠层组件的世界纪录，相关结果已被收录到《太阳能电池效率表》中。
据谭海仁介绍，相较于传统的晶硅单结太阳能电池，钙钛矿叠层太阳能电池生产成本更低、更节能。轻量化、柔性化的特点使其更容易弯折，使用场景更多。钙钛矿叠层太阳能电池由电极、钙钛矿吸光层、空穴传输层、电子传输层等结构堆叠而成，宽带隙钙钛矿薄膜和窄带隙钙钛矿薄膜是叠层电池中重要的吸光层。
当前，窄带隙钙钛矿薄膜的均匀制备是制约大面积组件性能提升的关键问题。窄带隙钙钛矿薄膜的吸光范围更广，能够吸收宽带隙钙钛矿薄膜吸收不了的光，提高光电转化效率。但现有的规模化制备技术开发尚未聚焦于窄带隙钙钛矿薄膜。含锡钙钛矿薄膜的结晶速度快，大面积量产制备的时间窗口短，易出现成膜不均匀的问题。此外，刮涂制备窄带隙钙钛矿时，组件自上而下不同步的结晶过程，使其底部界面出现大量缺陷，严重限制了电池的光电性能。
据了解，研究团队在制备窄带隙钙钛矿薄膜时，根据钙钛矿结晶生长理论，筛选了20多种添加剂，最终发现具有缓冲剂特性的两性离子甘氨酰胺盐酸盐可以同时实现铅锡钙钛矿的结晶调控和埋底界面钝化。使用该方法，薄膜结晶的时间延长至原来的10倍，后续再进行退火处理，结晶后的晶粒形状更大、贯穿性更好，而且可以减少底部界面处的缺陷密度，大幅提升钙钛矿薄膜的载流子寿命，有效提升了窄带隙子电池的光电性能。
