据南京大学8月12日消息，近日，南京大学助理教授肖科、教授谭海仁课题组联合仁烁光能产业化团队，开发出一种基于羧酸铅材料的表面钝化新策略，成功制备出认证效率达22.0%（0.72m²全面积）的钙钛矿光伏组件，并通过IEC61215/IEC61730全序列可靠性测试。大型地面电站实证运行表明，钙钛矿单位发电量优于同场址的晶硅组件。研究成果以“Lead carboxylates passivation for meter-scale perovskite solar modules”（《羧酸铅钝化用于平米级钙钛矿光伏组件》，DOI: 10.1038/s41586-026-10994-7）为题，于2026年8月12日在线发表于国际顶级学术期刊《自然》。
钙钛矿太阳能电池因高效率、低成本及可溶液加工等优势，被视为下一代光伏的核心候选技术。经过十余年发展，其实验室效率已比肩晶硅电池，而表面钝化技术正是实现这一跨越的关键。
当前，最常用的铵基卤化物钝化材料在小面积器件上表现优异，但放大至商业化组件时面临两大瓶颈。一是湿度敏感，需惰性气氛操作，难以适应开放生产环境；二是钝化效果依赖薄膜表面性质，大面积均匀覆盖极具挑战。
该团队前期在钙钛矿大面积结晶调控上取得突破，实现了平米级组件均匀制备，相关成果发表于《科学》。不过，前期组件认证效率仅17.2%，远低于晶硅组件。根本原因在于薄膜表面缺陷密度高。因此，开发适用于大面积组件的表面钝化新策略，已成为推动钙钛矿光伏产业化的关键课题。
为此，团队另辟蹊径，研发出钙钛矿“有机盐上浮技术”。该技术采用由2-甲氧基乙醇、1,3-二氧戊环和二甲基亚砜按特定比例混合而成的高饱和蒸气压溶剂配方，结合真空辅助结晶工艺，可在钙钛矿薄膜表面自然形成一层富含碘化甲脒的“保护基底”，为后续铅盐钝化提供了理想的反应界面。
在上述碘化甲脒表面富集的钙钛矿薄膜基础上，团队进一步采用有机铅盐进行表面处理。这一方法不仅使钝化剂在大面积组件上涂布更加均匀，还显著提升了组件在潮湿、高温和持续光照环境下的运行稳定性。
基于上述技术，团队在平米级商用组件上实现了效率与可靠性双突破。
效率方面，团队制备的0.72m²（1.2m×0.6m）商业尺寸组件，全面积认证效率达22.0%，稳态输出功率158.4W，创下平米级钙钛矿组件的最高效率纪录。
可靠性方面，在85%相对湿度或85℃的湿热老化测试中，经过1300小时后，采用传统铵基钝化剂的组件效率下降了39%，而采用羧酸铅钝化策略的组件仅下降2%。在-40℃至85℃的热循环测试（300次循环）中，羧酸铅改性组件几乎无效率损失。组件通过IEC61215/IEC61730全序列可靠性测试，标志着钙钛矿光伏组件在商业化应用中迈出了关键一步。
为验证钙钛矿组件在实际运行环境中的表现，研究团队在同一个大型地面电站内分别安装了1MW的钙钛矿光伏系统和3.5MW的晶硅（TOPCon）光伏系统，开展了为期三个月（2026年3月至5月）的对比监测。监测数据显示，钙钛矿系统在日均单位发电量上持续优于晶硅系统。3月、4月和5月的月度单位发电增益率分别为3.42%、3.79%和5.81%，且随着气温升高和光照增强，钙钛矿组件的发电优势愈发明显。
