宽带隙钙钛矿材料是叠层太阳能电池的关键材料;然而,富溴软晶格可能导致严重的离子聚集和迁移,从而显著降低器件的效率和稳定性。鉴于此,2025年11月26日大连化物所王开&刘生忠&上海大学马静于AEL刊发协同提升带隙和晶体质量以实现高效稳定的钙钛矿/硅叠层太阳能电池的研究成果,基于理论研究表明Br⁻聚集会降低离子迁移能垒,通过实验证明,将钙钛矿带隙从1.68 eV精确调整至1.65 eV可以有效抑制Br⁻聚集,显著提高离子迁移能垒,并大幅提升光稳定性,同时保持叠层太阳能电池的效率。此外,通过设计包含多个氢键供体和路易斯碱基团的功能分子,降低了结晶过程中Pb²⁺和I⁻的扩散系数,从而优化了结晶动力学并减轻了残余应力。因此,晶体质量得到改善的钙钛矿薄膜表现出更高的离子迁移能垒和更强的界面载流子提取动力学。这些协同效应使得单结钙钛矿太阳能电池的效率高达23.24%,单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率达到30.16%,同时在热、湿和光照应力下表现出优异的稳定性。这些发现为克服宽带隙钙钛矿的固有局限性提供了宝贵的见解,并为合理调控结晶动力学提供了指导。
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