編輯丨王多魚
排版丨水成文
寬禁帶混合鹵化物鈣鈦礦(高溴含量)作為鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池(TSC)的前電池材料,常面臨初始鹵化物混合不均勻及光致鹵化物分離的問題,從而限制了鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池的性能。
2026 年 7 月 13 日,中國科學院化學研究所/蘇州大學李永舫院士、孟磊研究員作為共同通訊作者,在Nature期刊發表了題為:Perovskite–organic tandem solar cells with a photo-transformable stabilizer 的研究論文。
該研究開發了具有光響應穩定劑的鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池,實現了高達 28.04% 的認證穩態能量轉換效率(PCE),并展現出優異的運行穩定性。
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在這項新研究中,研究團隊將一種光響應添加劑 4-[3-(三氟甲基)-3H-二氮丙啶-3-基]芐胺(TDB)引入寬禁帶鈣鈦礦前驅體溶液中,建立了一種穩定混合鹵化物相的兩階段策略。
在結晶過程中,TDB 通過抑制富溴相的快速沉淀并加速退火過程中的鹵化物混合,改善了初始鹵化物均勻性。在運行光照下,TDB 發生轉化,形成一種在鈣鈦礦晶界表面具有更強吸附作用的新物種,該物種能夠抑制碘相關缺陷的形成、減少缺陷輔助的載流子捕獲和離子遷移,從而緩解光致鹵化物分離。代表性的寬禁帶鈣鈦礦(Eg = 1.88 eV)太陽能電池實現了 20.01% 的能量轉換效率(PCE),開路電壓為 1.42 V,填充因子為 85.13%,并且在光照下具有更高的穩定性。將寬禁帶鈣鈦礦太陽能電池集成到單片鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池中,研究團隊實現了 28.80% 的能量轉換效率,經認證的穩態 PCE 為 28.04%。該鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池在 ISOS-L-1 協議下運行 625 小時后,仍保持其初始 PCE 的 90%。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10869-x
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