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南京大学谭海仁、王元元、肖科等人研究表明,传统金基隧穿复合结(TRJ)严重制约全钙钛矿叠层太阳能组件的产业化发展。传统TRJ不仅存在显著的近红外寄生吸收效应,还存在界面稳定性差的问题,大幅降低器件光生电流,同时劣化器件长期工作稳定性

针对上述问题,该团队开发了一种基于表面改性氧化铟(In₂O₃)纳米晶的溶液法互联层,兼具优异的光学透过性能。通过精准调控纳米晶微观形貌与配体化学特性,可构建平整的界面接触,实现良好的能级匹配。研究核心创新在于,在铅锡(Pb–Sn)钙钛矿前驱体体系中引入膦酸添加剂,可协同优化钙钛矿层与In₂O₃复合层的界面电子接触,有效提升空穴抽取效率。同时,该添加剂可精准调控钙钛矿结晶过程,缓解薄膜成型过程中产生的残余应力,实现大面积、高质量钙钛矿薄膜的可控制备。

该界面调控与结晶优化协同改性策略,可同步提升叠层器件互联层的载流子复合效率、强化载流子抽取能力,显著改善全钙钛矿叠层器件大面积薄膜的均匀性。基于该策略制备的65 cm²全钙钛矿叠层太阳能组件,经日本电气安全环境研究所(JET)权威认证,光电转换效率(PCE)达26.2%;依据子电池平均性能测试结果,器件开路电压2.182 V、填充因子77.4%、短路电流密度15.6 mA cm⁻²。该研究为钙钛矿叠层光伏技术的规模化、产业化应用奠定了重要基础。

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文献信息

Nanocrystal-tailoredrecombinationforall-perovskitetandemsolarmodules

KeXiao,HongfeiSun,XinkeKong,HanGao,JingLou,XingzeChen,ZimoHu,DongdongXu,RenxingLin,RunnanLiu,SiyuXia,JinXie,YeLiu,XinLuo,FengjiaFan,ChangqiMa,ChaoChang,YuanyuanWang&HairenTan

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10768-1