高性能宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池有望在下一代多结太阳能电池中发挥关键作用。然而，仍有一些挑战需要克服，如大的光电压损失、稳定性差以及在环境空气中的可扩展制造，这些问题阻碍了该技术的商业化。

本文中，北卡罗莱纳大学教堂山分校黄劲松等人将还原性甲基肼阳离子引入WBG钙钛矿中，不仅降低了缺陷密度，还抑制了碘化物氧化和卤化物分离，从而实现了在环境空气中高效且稳定的WBG太阳能电池和模块的可扩展制造。值得注意的是，冠军WBG钙钛矿太阳能电池实现了23.3%的功率转换效率（PCE），开路电压为1.28 V，对应的电压损失仅为0.37 V，创下了新低。

WBG微型模块在25 cm²的孔径面积下提供了19.8%的稳定PCE。在55 ± 5 °C的1-sun光照下连续运行700小时后，微型模块仍能保持94%的初始PCE。这项工作为可持续太阳能收集提供了一条可行的途径。

文章亮点总结

  1. 还原性甲基肼阳离子的引入：通过将还原性甲基肼阳离子（MHy⁺）引入宽带隙钙钛矿中，显著降低了缺陷密度，抑制了碘化物氧化和卤化物分离，从而提高了电池的效率和稳定性。

  2. 环境空气中的可扩展制造：该研究展示了在环境空气中通过刮涂法制造高效且稳定的WBG钙钛矿太阳能电池和模块的可行性，克服了传统制造方法对惰性环境的依赖。

  3. 创纪录的低电压损失和高效率：冠军WBG钙钛矿太阳能电池实现了23.3%的功率转换效率，开路电压为1.28 V，电压损失仅为0.37 V，创下了新低。微型模块在25 cm²的孔径面积下提供了19.8%的稳定PCE，并在连续光照下表现出优异的长期稳定性。

Yang, G., Gu, H., Yin, J. et al. Reductive cation for scalable wide-bandgap perovskite solar cells in ambient air. Nat Sustain (2025).

https://doi.org/10.1038/s41893-025-01529-5

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