中國科學院化學研究所一支由李永舫院士及孟磊研究員帶領的團隊，報告了一款鈣鈦礦—有機單片式疊層太陽能電池，取得28.04%的認證穩態光電轉換效率，刷新該類器件的世界紀錄。相關研究於2026年7月13日在《Nature》發表，並非8月21日。1820

今次突破的看點不只係效率數字。團隊亦針對寬禁帶鈣鈦礦其中一個最棘手的問題：材料長時間受光後，鹵素離子可能重新分布，形成不同組成及不同帶隙的區域，令電池性能下跌。

紀錄有幾高？

該單片式疊層電池的峰值效率為28.80%，而經認證的穩態效率為28.04%。18 中國科學院的另一份資料則指出，整合有機底層之前，團隊的寬禁帶鈣鈦礦頂層已取得同類器件相當高的開路電壓。26

在穩定性方面，器件連續受光625小時後，仍保留初始效率的90%。相關結果由團隊所屬研究所及中國官方媒體報道。1828

不過，呢啲數據應該理解為實驗室電池的測試結果，唔代表技術已經可以直接投入大規模商業生產，更加唔等於已通過太空飛行認證。

點解要將兩種電池疊埋一齊？

疊層太陽能電池，簡單講就係將兩個吸收不同波段光線的光電轉換子電池上下疊放。今次設計以寬禁帶鈣鈦礦作頂層，再接上有機底層，兩者串聯工作。

• 寬禁帶鈣鈦礦頂層較適合吸收太陽光中能量較高的光子。
• 有機底層可以捕捉穿過頂層、能量較低的光線。

相比只使用一種吸光材料，兩種材料各自處理不同能量範圍，有機會更充分利用太陽光譜。相關研究將鈣鈦礦—有機疊層電池形容為寬禁帶鈣鈦礦子電池，配合窄禁帶有機子電池並以串聯方式連接。25

有機層的材料特性亦可能為鈣鈦礦部分減少某些環境暴露，但實際保護程度仍取決於完整器件結構及運作條件，唔可以單靠材料名稱作結論。

真正關鍵：由製備到運作都控制缺陷

混合鹵素寬禁帶鈣鈦礦可以調節帶隙，適合配合較低帶隙的後方子電池，因此一直被視為疊層電池的重要材料。不過，佢在光照下的穩定性仍然係核心難題。

中科院團隊提出的做法可概括為「全階段調控」：研究人員唔係等到薄膜形成後先一次過修補缺陷，而係希望由材料準備、薄膜生長，一直控制到器件實際受光運作的相關缺陷過程。策略使用一種可受光轉化的添加劑，協助穩定混合鹵素鈣鈦礦相。171821

目標係壓低光照驅動的鹵素離子重新分布，避免材料出現帶隙不一的區域。相分離受到抑制後，團隊希望同時保住鈣鈦礦子電池的電壓，以及疊層電池在持續照明下的輸出。1718

呢種以材料「全生命周期」為對象的思路之所以重要，係因為效率同穩定性其實密不可分。若果活性層在運作光線下很快改變，初始測到的高效率，實際應用價值就會大打折扣。

柔性、輕量化應用點解受關注？

鈣鈦礦及有機光伏薄膜可以透過溶液方式沉積，理論上為塗層式生產提供路線。例如狹縫塗佈（slot-die coating）或卷對卷（roll-to-roll）加工，將來可能有助製造輕薄及可彎曲器件。不過，今次效率紀錄本身並未證明技術已達到商業化生產規模。

業界過往已經展示過剛性及柔性鈣鈦礦—有機疊層器件，亦係研究人員認為呢種架構適合柔性光伏的原因之一。10

潛在用途包括：

• 貼合曲面建築外牆的建築一體化光伏；
• 可穿戴或可貼合身體的電源；
• 無人機的輕量化供電系統；
• 重量及收納體積都十分關鍵的航空航天結構。

對呢啲場景而言，優勢未必只係追求最高效率。一塊夠輕、可以摺疊，或者能夠貼合曲面的太陽能器件，可能比傳統硬身太陽能板更容易安裝、運輸或部署。

距離可捲曲衛星太陽能板仲有幾遠？

概念上，輕巧而柔性的太陽能陣列可以在發射時摺疊或捲起，進入軌道後再展開，因此值得繼續研究。但28.04%效率紀錄，唔應該被視為已經具備衛星使用資格的證明。

要送上太空，還需要進行遠超實驗室持續照明測試的驗證，包括：

• 抵受紫外線及粒子輻射的能力；
• 真空環境下的穩定性，以及揮發物逸出（outgassing）控制；
• 多次熱循環後的性能保持能力；
• 發射、展開及長期運作期間的機械耐久性；
• 更大面積製造，以及互相連接的模組能否保持一致性能。

現有報道證實了效率世界紀錄及受光後的穩定性表現，但未有證明器件已符合太空環境要求。由一塊小面積冠軍電池，走到可以飛行的完整系統，中間仍有一段相當長的工程驗證路程。

下一關係由「冠軍電池」變成可靠模組

下一個重要工程里程碑，很可能係可重複的放大製程：先將小面積紀錄複製到均勻的子模組，再發展成具可靠互連及封裝的柔性模組。

研究人員亦要測試完整器件在熱、光、濕氣、彎曲、真空及輻射等條件同時出現時的表現。高效率電池只有在更大面積上仍然造得均勻，並能夠捱過目標應用的環境壓力，先有機會變成真正可以部署的產品。

所以，中科院今次成果其實包含兩項進展：一方面，鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池取得28.04%認證穩態效率紀錄；另一方面，團隊提出一套針對寬禁帶鈣鈦礦受光穩定性的材料策略。呢項成果最終有幾大影響力，仍要睇相關性能能否經得起放大生產，以及不同應用所需的可靠性測試。

中國科學院化學研究所一支由李永舫院士及孟磊研究員帶領的團隊，報告了一款鈣鈦礦—有機單片式疊層太陽能電池，取得28.04%的認證穩態光電轉換效率，刷新該類器件的世界紀錄。相關研究於2026年7月13日在《Nature》發表，並非8月21日。1820

今次突破的看點不只係效率數字。團隊亦針對寬禁帶鈣鈦礦其中一個最棘手的問題：材料長時間受光後，鹵素離子可能重新分布，形成不同組成及不同帶隙的區域，令電池性能下跌。

紀錄有幾高？

該單片式疊層電池的峰值效率為28.80%，而經認證的穩態效率為28.04%。18 中國科學院的另一份資料則指出，整合有機底層之前，團隊的寬禁帶鈣鈦礦頂層已取得同類器件相當高的開路電壓。26

在穩定性方面，器件連續受光625小時後，仍保留初始效率的90%。相關結果由團隊所屬研究所及中國官方媒體報道。1828

不過，呢啲數據應該理解為實驗室電池的測試結果，唔代表技術已經可以直接投入大規模商業生產，更加唔等於已通過太空飛行認證。

點解要將兩種電池疊埋一齊？

疊層太陽能電池，簡單講就係將兩個吸收不同波段光線的光電轉換子電池上下疊放。今次設計以寬禁帶鈣鈦礦作頂層，再接上有機底層，兩者串聯工作。

• 寬禁帶鈣鈦礦頂層較適合吸收太陽光中能量較高的光子。
• 有機底層可以捕捉穿過頂層、能量較低的光線。

相比只使用一種吸光材料，兩種材料各自處理不同能量範圍，有機會更充分利用太陽光譜。相關研究將鈣鈦礦—有機疊層電池形容為寬禁帶鈣鈦礦子電池，配合窄禁帶有機子電池並以串聯方式連接。25

有機層的材料特性亦可能為鈣鈦礦部分減少某些環境暴露，但實際保護程度仍取決於完整器件結構及運作條件，唔可以單靠材料名稱作結論。

真正關鍵：由製備到運作都控制缺陷

混合鹵素寬禁帶鈣鈦礦可以調節帶隙，適合配合較低帶隙的後方子電池，因此一直被視為疊層電池的重要材料。不過，佢在光照下的穩定性仍然係核心難題。

中科院團隊提出的做法可概括為「全階段調控」：研究人員唔係等到薄膜形成後先一次過修補缺陷，而係希望由材料準備、薄膜生長，一直控制到器件實際受光運作的相關缺陷過程。策略使用一種可受光轉化的添加劑，協助穩定混合鹵素鈣鈦礦相。171821

目標係壓低光照驅動的鹵素離子重新分布，避免材料出現帶隙不一的區域。相分離受到抑制後，團隊希望同時保住鈣鈦礦子電池的電壓，以及疊層電池在持續照明下的輸出。1718

呢種以材料「全生命周期」為對象的思路之所以重要，係因為效率同穩定性其實密不可分。若果活性層在運作光線下很快改變，初始測到的高效率，實際應用價值就會大打折扣。

柔性、輕量化應用點解受關注？

鈣鈦礦及有機光伏薄膜可以透過溶液方式沉積，理論上為塗層式生產提供路線。例如狹縫塗佈（slot-die coating）或卷對卷（roll-to-roll）加工，將來可能有助製造輕薄及可彎曲器件。不過，今次效率紀錄本身並未證明技術已達到商業化生產規模。

業界過往已經展示過剛性及柔性鈣鈦礦—有機疊層器件，亦係研究人員認為呢種架構適合柔性光伏的原因之一。10

潛在用途包括：

• 貼合曲面建築外牆的建築一體化光伏；
• 可穿戴或可貼合身體的電源；
• 無人機的輕量化供電系統；
• 重量及收納體積都十分關鍵的航空航天結構。

對呢啲場景而言，優勢未必只係追求最高效率。一塊夠輕、可以摺疊，或者能夠貼合曲面的太陽能器件，可能比傳統硬身太陽能板更容易安裝、運輸或部署。

距離可捲曲衛星太陽能板仲有幾遠？

概念上，輕巧而柔性的太陽能陣列可以在發射時摺疊或捲起，進入軌道後再展開，因此值得繼續研究。但28.04%效率紀錄，唔應該被視為已經具備衛星使用資格的證明。

要送上太空，還需要進行遠超實驗室持續照明測試的驗證，包括：

• 抵受紫外線及粒子輻射的能力；
• 真空環境下的穩定性，以及揮發物逸出（outgassing）控制；
• 多次熱循環後的性能保持能力；
• 發射、展開及長期運作期間的機械耐久性；
• 更大面積製造，以及互相連接的模組能否保持一致性能。

現有報道證實了效率世界紀錄及受光後的穩定性表現，但未有證明器件已符合太空環境要求。由一塊小面積冠軍電池，走到可以飛行的完整系統，中間仍有一段相當長的工程驗證路程。

下一關係由「冠軍電池」變成可靠模組

下一個重要工程里程碑，很可能係可重複的放大製程：先將小面積紀錄複製到均勻的子模組，再發展成具可靠互連及封裝的柔性模組。

研究人員亦要測試完整器件在熱、光、濕氣、彎曲、真空及輻射等條件同時出現時的表現。高效率電池只有在更大面積上仍然造得均勻，並能夠捱過目標應用的環境壓力，先有機會變成真正可以部署的產品。

所以，中科院今次成果其實包含兩項進展：一方面，鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池取得28.04%認證穩態效率紀錄；另一方面，團隊提出一套針對寬禁帶鈣鈦礦受光穩定性的材料策略。呢項成果最終有幾大影響力，仍要睇相關性能能否經得起放大生產，以及不同應用所需的可靠性測試。