先进光伏材料与器件工程技术中心依托中国科学技术大学先进技术研究院建设，由化学与材料科学学院副院长杨上峰教授与章文峰研究员共同牵头组建。中心面向国家“双碳”战略与新能源产业升级需求，聚焦下一代光伏技术核心瓶颈，以钙钛矿材料、富勒烯衍生物等先进功能材料为基础，开展钙钛矿太阳电池、有机太阳电池及钙钛矿/晶硅叠层电池等高性能器件的创新研究。通过整合中科大基础科研优势与通威太阳能、中广核、中石油、中海油等企业的产业化资源，构建“材料开发—器件设计—工艺优化—产业转化”全链条研发体系，致力于突破光伏核心原材料国产化与低成本制造关键技术，推动我国光伏技术迭代与全球竞争力提升。主要研究方向包括：

1.     先进光伏材料开发

通过分子设计和合成方法的创新，制备出具有高性能的钙钛矿前驱体材料，如调控前驱体的化学组成、晶体结构和形貌等。基于对钙钛矿薄膜缺陷和表面态的深入理解，筛选和优化适合的钝化剂材料，提高器件的性能和稳定性。通过合理的分子设计，调控空穴传输材料/电子传输材料的能级结构和电学性能，提高载流子传输效率和器件的性能。主要包括钙钛矿关键前驱体材料(如FAI, FACl, FABr, FAPbI_3, MAI, MACl, MABr, MAPbI₃, PbI₂) , 钝化剂材料(各种有机铵盐)，空穴传输材料（单分子自组装材料），电子传输层材料（氧化锡，氧化镍等）的生产制备技术。

2.     高效光伏器件研制

研究高效叠层电池的顶电池与底电池之间光谱匹配关系。包括多重卤素阴离子、多重过渡族金属阳离子和铵根离子的配比设计和实验调控；适配大面积薄膜沉积的高稳定性复合有机溶剂筛选及配伍；宽隙吸收层的卤素离子调控抑制相分离的添加剂筛选及配伍。通过调控成分含量，调控钙钛矿材料带隙宽度，使钙钛矿电池与晶硅电池串联吸收全太阳光谱，有效增大光伏电池对太阳光谱吸收效率。通过反溶剂、气辅法、溶剂退火等方法，调节钙钛矿薄膜成核及结晶过程，同时发展可扩展沉积技术，包括旋涂、狭缝涂布、喷墨打印等，调控薄膜形貌，调节成核及结晶，降低材料及溶液浪费，调整前驱体溶液性质，如溶剂沸点、溶液浓度及组成、流体流速等，改善温度及表面特性优化成核过程，获得大面积均匀薄膜，改善薄膜形貌，提高大尺寸薄膜均匀性，减少孔洞及厚度不均一性，使小面积电池在进行大面积扩展过程中，减少效率损失，增加器件稳定性，获得高效钙钛矿/晶硅叠层电池。

3.     核心工艺与装备攻关

开发适配喷墨打印设备的油墨体系，包括钙钛矿无机盐层（比如PbI₂）、钙钛矿有机盐层（比如FAI）、电子传输层（比如 SnO₂）、空穴传输层（比如 NiO_x）、界面调控层（比如SAM、PEAI、PCBM等等）突破狭缝涂布难以克服的工程瓶颈，实现高精度、高速度、大通量的钙钛矿电池相关功能膜层制备，加速钙钛矿/晶硅叠层电池大规模商业化进程。

4.     产学研协同平台建设

联合通威太阳能公司等共建“新型电池中试基地”，验证材料与器件量产可行性；协同中广核、中石油、中海油开展光伏组件在海上平台、荒漠电站等场景的应用示范。面向国家双碳目标和区域经济发展，对标光伏产业发展前沿，建设集实践教学、社会培训、真实生产和技术服务功能为一体的工程技术中心。围绕企业生产经营过程中的关键问题开展协同创新，聚焦行业紧缺高技能人才开展联合培养，推动光伏产业跨代发展。