KAUST 是国际合作的参与方之一，合作研究表明了一种名为 CPMAC 的离子盐分子能够将太阳能电池的性能显著提高 0.6%。

《科学》杂志上发表的一项新研究表明，加入一种合成分子可以显著提高钙钛矿太阳能电池的能量效率和寿命。这种被称为CPMAC的分子是国际合作的成果，其中包括来自阿卜杜勒阿齐兹国王科技大学（KAUST）的研究人员。

CPMAC是由由60个原子组成的黑色碳基材料——巴克敏斯特富勒烯（通常称为C60）合成的一种离子盐。C60虽然助力钙钛矿太阳能电池实现了破纪录的能量转换效率，但也因限制了电池的总体性能和长期稳定性而带来了挑战。为了克服这些局限性，科学家们一直在研究替代材料，从而开发出了CPMAC。

“十多年来，C60一直是钙钛矿太阳能电池研发中不可或缺的组成部分。然而，钙钛矿/C60界面间的弱相互作用会导致机械退化，从而影响太阳能电池的长期稳定性。为克服这一局限性，我们设计了一种由C60衍生的离子盐CPMAC，以显著提高钙钛矿太阳能电池的稳定性，”沙特阿卜杜勒阿齐兹国王科技大学（KAUST）可再生能源和可持续技术中心（CREST）执行主任奥斯曼·巴克教授解释道，他带领KAUST团队为本次研究做出了贡献。

采用CPMAC提高性能

CPMAC 的化学性质改善了太阳能电池的电学性能。使用 CPMAC 的电池，其功率转换效率（用于评估太阳能电池能效的标准指标）比使用 C60 制成的太阳能电池高 0.6%。

如果平均每家发电厂发电1吉瓦，那么即使差异不到1%，也足以供5000户家庭用电。

“当我们以一座典型发电厂的规模来处理问题时，即使只是提高零点几个百分点，所产生的额外电力也是相当可观的，”KAUST 的研究科学家朱宏伟（Hongwei Zhu）表示，他也为该研究做出了贡献。

此外，在将两种太阳能电池置于不同湿度的高温下超过2000小时（测试太阳能电池稳定性的基准）后，CPMAC太阳能电池的功率转换效率出现下降，降幅达到C60太阳能电池的三分之一。

当把这两种类型的电池组装成由四个太阳能电池组成的模块（太阳能电池板的一个简化模型，通常由50到100个电池组成）时，它们之间的区别就更加明显了。

这些优势得益于CPMAC通过与钙钛矿形成离子键（而非与C60形成较弱的范德华键），减少了太阳能电池关键组件（即电子传输层）中的缺陷。

参考文献：《基于C60的离子盐电子穿梭体用于高性能反式钙钛矿太阳能电池组件》，作者：帅赟、朱宏伟、沈忠进、王小明、邵炳尧、王庆霄、陆剑勋、袁尤尤、本贾·达克·杜、埃琳·M·萨内希拉、托德·拉塞尔、亚当·洛伦兹、董逸凡、陈雷、马尔科·卡萨雷托、尼古拉斯·罗尔斯顿、马修·C·比尔德、约瑟夫·J·贝里、玛丽娜·弗雷塔格、颜延法、奥斯曼·M·巴克尔和朱凯，发表于2025年4月17日，《科学》杂志。DOI：10.1126/science.adv4701