钙钛矿太阳能电池虽前景广阔，但氯元素分布不均制约了其效率和稳定性。一项新研究通过引入碱金属草酸盐，成功实现了氯元素的均匀分布，将电池认证效率提升至27.2%，并显著增强了长期运行的稳定性，为产业化扫清了关键障碍。
智能速览
钙钛矿电池效率突破至27.2%，逼近理论极限。
发现氯元素垂直迁移是影响电池性能的关键问题。
新策略利用碱金属草酸盐束缚氯离子，实现均匀分布。
器件在持续运行1529小时后，效率仍保持初始值的86.3%。
研究成果发表于《科学》期刊，技术方案获得权威认证。
精华内容
要解锁钙钛矿电池的巨大潜力，就必须攻克材料内部的微观缺陷。这项研究正是从根源入手，通过巧妙调控元素分布，实现了效率与稳定性的同步飞跃。
效率瓶颈
钙钛矿太阳能电池因其高效率和低成本制备优势备受关注，但其性能提升遭遇瓶颈。传统方法使用甲基氯化铵（MACl）作为辅助材料促进晶体生长，却引发了新问题：氯离子在结晶过程中会迅速迁移至薄膜上表面，导致垂直方向分布不均。
这种不均匀分布使得薄膜上表面产生缺陷，并形成阻碍电荷传输的界面电子势垒。最终结果便是载流子复合损失加剧，不仅限制了光电转换效率的进一步提升，也严重影响了电池的长期运行稳定性。
创新策略
针对氯元素分布不均的核心难题，研究团队提出了名为HVCD的垂直均匀化策略。该方法的创新之处在于，在钙钛矿薄膜生长过程中引入了碱金属草酸盐。
这种添加剂解离出的钾离子，能与氯离子产生强烈的结合作用。这种作用力如同一张无形的网，有效束缚了氯离子在薄膜内的无序迁移，从而迫使其在整个垂直方向上实现均匀分布，从根本上解决了此前工艺带来的固有缺陷。
性能飞跃
基于氯元素均匀分布的新策略，研究团队制备出了高质量的钙钛矿半导体薄膜。实测数据显示，其载流子寿命高达20微秒，界面缺陷态密度被降至10¹³每立方厘米的极低水平，显著抑制了载流子复合损失。
利用这种优化薄膜制备出的钙钛矿太阳能电池原型器件，获得了27.2%的光电转换效率，该数据已经过多家权威机构的独立认证，展现了这项技术突破的真实性与可靠性。
稳定性验证
除了效率的突破，新技术的稳定性表现同样出色。在1个标准太阳光和最大功率输出点条件下，器件持续运行1529小时后，仍能保持初始效率的86.3%，展现了优异的持续工作能力。
在更为严苛的85℃光热耦合加速老化测试中，器件运行1000小时后，效率维持率依然达到82.8%。这一系列数据表明，该研究实现了钙钛矿电池效率与稳定性的协同提升，为产业化提供了重要技术支撑。
该研究通过精准调控微观结构，成功解决了钙钛矿太阳能电池的一大核心难题，为实现高效、稳定且具备成本优势的下一代光伏技术铺平了道路。这一突破将如何加速太阳能的普及？
