带隙超过1.8 eV的宽带隙钙钛矿适用于钙钛矿/有机或多结串联太阳能电池。然而,其复杂组分在结晶过程中易导致难以控制的相异质性和缺陷。
本文厦门大学李澄、南方科技大学丘龙斌、青岛大学刘玉强、武汉理工大学黄福志和卜童乐等人提出一种多功能添加剂——DL-蛋氨酸甲基氯化硫,其独特的官能团组合可调控宽带隙钙钛矿的结晶热力学并钝化缺陷。综合实验与计算结果表明,该添加剂协同促进成核动力学并提升结晶过程中的相均匀性,从而获得均匀、低缺陷的钙钛矿薄膜,显著抑制非辐射复合与相分离。基于此,单结1.83 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池实现了20.4%的冠军能量转换效率,并显著提升了工作稳定性。
此外,刚性与柔性钙钛矿/有机串联太阳能电池分别实现了26.0%和22.1%的效率,展现出柔性串联应用的巨大潜力。
研究亮点:
多功能添加剂设计:首次将DL-蛋氨酸甲基氯化硫作为结晶调节剂与通用缺陷钝化剂,通过氨基、羧基与甲基硫基的协同作用,同时调控成核动力学、提升相均匀性并钝化多种缺陷。
高效稳定的宽带隙钙钛矿器件:实现单结宽带隙钙钛矿电池20.4%的效率,并在最大功率点连续光照下获得830小时的工作稳定性(T₈₀)。
柔性串联器件性能突破:刚性与柔性钙钛矿/有机串联太阳能电池效率分别达到26.0%与22.1%,后者为目前报道中柔性串联器件的最高效率之一,兼具优良弯曲稳定性。
Jiang, R., Yun, Y., Sun, K. et al. Crystallization modulation for wide-bandgap perovskites with universal defect passivation toward efficient perovskite/organic tandem photovoltaics. Nat Commun (2026).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-68125-1
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