1.95 eV钙钛矿认证16.5%，“电池级通过IEC 61215”该怎么读？
011.95 eV是干什么用的
钙钛矿的带隙可以通过卤素比例来调节。单结电池的理想带隙在1.3–1.4 eV附近，钙钛矿/晶硅两结叠层的顶电池一般选1.65–1.70 eV，而1.9–2.0 eV这个区间，主要是给三结叠层当顶电池用的。有研究测算，在晶硅底电池上再叠加1.45 eV和1.95 eV两层钙钛矿，三结理论效率可以超过35%[3]。
图1 三结叠层中各子电池的“分光”分工（截止波长≈1240/Eg）
难点在于：带隙越宽，溴含量越高，光照下碘、溴离子容易各自“抱团”，形成富碘的低带隙小区域——这就是光致相分离（Hoke效应）。富碘区像漏斗一样把载流子吸过去，开路电压上不去，长期稳定性也被拖累。2023年《Nature》的一项工作就指出，相分离在需要约2.0 eV吸收层的三结顶电池中尤为突出[2]。所以1.95 eV电池的效率普遍不高，十几个百分点已经算好成绩。
02这篇论文做了什么
I-BDC是在间苯二甲酸的苯环上接一个碘原子的小分子：两个羧基可以与薄膜中未配位的Pb²⁺配位，起到钝化缺陷的作用；作者报告它同时抑制了相分离，含I-BDC的薄膜在光照120分钟内光致发光（PL）保持稳定。摘要披露的关键数据整理如下。
表1 论文关键数据一览（来源：论文摘要）
| 项目 | 论文数据 | 我们的备注 |
|---|---|---|
| 带隙 | 1.95 eV | 三结顶电池区间 |
| 认证效率 | 16.5%（反向扫描） | 认证机构、面积未披露 |
| 薄膜光稳定 | 光照120 min，PL稳定 | 薄膜级，时间较短 |
| 最大功率点跟踪 | 约40 °C，500 h，保留90% | 封装器件 |
| 热循环 | −40↔85 °C，206次，保留95% | 另一只封装器件 |
| IEC表述 | “电池级通过IEC 61215测试协议” | 未涉及组件级 |
03三个数字分别怎么读
- 16.5%认证效率：在这个带隙下确实不低。但要注意两点：一是认证的是反向扫描效率，钙钛矿存在迟滞，反扫数值通常偏高，叠层领域更看重稳态效率；二是认证机构和有效面积摘要未披露，0.1 cm²级和1 cm²级的数字不能直接比。
- MPPT 500 h保留90%：方法对路，但约40 °C的测试温度偏温和。ISOS稳定性共识中的高温光老化协议常用65 °C或85 °C[4]，户外组件的工作温度也经常超过60 °C。
- 热循环206次保留95%：温度区间与IEC 61215热循环一致，次数略超200次，是本文最“工程化”的一个数据。但保留95%意味着衰减5%，正好落在组件试验常用的5%判定线上，余量并不大。
图2 IEC 61215热循环单个周期示意与本文结果
04“电池级通过IEC 61215”的边界
IEC 61215是地面光伏组件的设计鉴定和定型标准，测试对象是组件，判定依据是一整套测试序列，标准里并没有“电池级通过”这种说法[5]。作者的意思更接近“按IEC 61215的热循环条件测试了封装电池，结果在其判定线以内”。这句话本身没错，但在传播中很容易被简化成“通过IEC认证”，两者差别很大，具体体现在四个方面：
- 结构不同：组件热循环的主要失效来自焊带/互连疲劳、焊点开裂和封装层分层，本质是不同材料热膨胀系数不匹配[6]；一片小尺寸封装电池没有焊带、没有大面积玻璃和边框，这部分应力基本缺席。
- 加载不同：IEC热循环在升温段要给组件通入接近峰值功率点的电流，模拟白天发电时的电、热叠加；摘要没有说明电池级测试是否通电。
- 范围不同：热循环只是61215序列中的一项。钙钛矿最敏感的湿热（DH1000）、湿冻、紫外预处理、机械载荷等，都没有出现在摘要里。
- 封装未知：小器件的热循环成绩很大程度上取决于封装方案——玻璃/玻璃加边封还是简单盖板，摘要未披露，直接外推到组件风险较高。
图3 封装小电池与全尺寸组件在热循环中承受的应力对比
另外，钙钛矿存在可逆衰减和光浸泡恢复现象，测试前后的稳定化方式和测量时机都会影响“保留率”读数，ISOS共识专门建议在论文中报告这些细节[4]。
这组热循环数据说明I-BDC体系加上作者的封装，在热冲击下没有明显掉链子，是好信号；但它是材料/器件层面的筛选结果，不是组件可靠性结论。
05放到三结叠层的大图里看
宽禁带顶电池正是三结路线的瓶颈之一。对照几项公开工作：KIT团队2024年的钙钛矿/钙钛矿/硅三结用约1.84 eV顶电池做到24.4%[8]；2023年《Nature》报道的全钙钛矿三结用约2.0 eV无机顶电池拿到23.3%的认证效率[2]；2025年悉尼大学团队用1.91 eV顶电池做出16 cm²的三结电池，认证稳态效率23.3%，并完成了热循环测试[7]。
可以看到，顶电池带隙在往1.9–2.0 eV的理想位置推进，而稳定性正是卡点。添加剂路线的好处是工艺简单、成本低，容易嫁接到其他配方里；本文的价值在于把认证效率和热循环数字同时摆了出来。但I-BDC放进三结器件后表现如何、在大面积涂布中是否依然均匀有效，还需要后续数据。
06写在最后
这是一篇值得关注的宽禁带顶电池材料论文：16.5%的认证效率和206次热循环说明方向是对的，但“电池级通过IEC 61215”不等于组件可靠性过关，距离产品级验证还有一整套测试序列要走。
我们建议同行以后在钙钛矿论文里看到“通过IEC”时，先问三个问题：
- 测的是什么：电池、小模组，还是全尺寸组件？
- 测了哪几项：只有热循环，还是包括湿热、湿冻、紫外和机械载荷？
- 怎么封装、怎么测：封装结构是什么，是否通电，测量前如何稳定化？
后续我们会继续跟踪钙钛矿叠层的可靠性进展，也欢迎做封装和认证的朋友留言交流。
论文数据均取自ACS Energy Letters论文摘要（Crossref公开信息），正文与支撑材料未能获取；文中“未披露”指摘要未提及，正文可能另有说明。其他工作的数据取自其论文或公开报道，器件面积和结构各不相同，仅作方向参考，不作直接比较。截止波长按λ≈1240/Eg（nm）换算。
参考资料
- Tao R. et al. ACS Energy Letters, 2026（在线发表，I-BDC稳定1.95 eV宽禁带钙钛矿）. DOI: 10.1021/acsenergylett.6c01702（摘要）
- Wang Z. et al. Suppressed phase segregation for triple-junction perovskite solar cells. Nature, 2023, 618: 74–79.
- High-Bandgap Perovskite Materials for Multijunction Solar Cells. Joule, 2018（Perspective）.
- Khenkin M. V. et al. Consensus statement for stability assessment and reporting for perovskite photovoltaics based on ISOS procedures. Nature Energy, 2020, 5: 35–49.
- IEC 61215-1 / IEC 61215-2 地面光伏组件 设计鉴定和定型.
- Kiwa PVEL. PV Module Product Qualification Program: Thermal Cycling.
- Physics World. Large-area triple-junction perovskite solar cell achieves record efficiency, 2025-10（悉尼大学，Nature Nanotechnology）.
- KIT 等. Triple-junction perovskite–perovskite–silicon solar cells with power conversion efficiency of 24.4%. Energy & Environmental Science, 2024.
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