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中国科学院孟磊、李永舫等人针对钙钛矿/有机叠层太阳能电池卤化物分相的核心痛点开展研究。高溴含量宽禁带(WBG)混合卤化物钛矿是钙钛矿-有机叠层太阳能电池(TSCs)的顶电池光吸收层材料,但这类材料普遍存在卤化物初始混合不均、光照诱导卤化物分相两大问题,严重制约叠层电池的整体性能上限。该团队将光可转化添加剂4-[3-(三氟甲基)-3H-双吖丙啶-3-基]苄胺(TDB)掺入宽禁带钙钛矿前驱体溶液,构建了一套两段式调控策略,用以稳定混合卤化物物相。

在薄膜结晶阶段,TDB能够抑制富溴物相快速析出,并在退火过程中加速不同卤离子均匀扩散混合,改善薄膜内部卤元素初始分布均匀性;当器件处于光照工作状态时,TDB会发生光转化反应,生成可强吸附于钙钛矿晶界表面的活性产物。该产物能够抑制碘基缺陷生成,削弱缺陷引发的载流子俘获与离子迁移,有效缓解光照诱导的卤化物分相行为。

以带隙1.88eV的宽禁带钙钛矿制备单结电池,最优光电转换效率可达20.01%,开路电压1.42V,填充因子85.13%,器件光照稳定性得到显著改善。将该宽禁带钙钛矿电池集成制备单片式钙钛矿-有机叠层电池,器件光电转换效率达到28.80%,稳态认证效率为28.04%;按照ISOS-L-1标准持续运行625h后,叠层电池仍可保留90%的初始光电转换效率。

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文献信息

Perovskite–organictandemsolarcellswithaphoto-transformablestabilizer

RuihanWu,ShuchengQin,TianweiZou,XinJiang,SenyaoWang,SiyuZhuang,HongyuLi,YiyangWang,SiguangLi,MinchaoLiu,YishunFeng,YufeiGong,HaozheHe,PeiwenLiao,YuChen,JinyuanZhang,XiaojunLi,LeiMeng&YongfangLi

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10869-x