全钙钛矿叠层太阳能电池的开发为钙钛矿光伏商业化提供了极具前景的路径。然而，目前认证的全钙钛矿叠层微型组件的效率仍远低于小面积(≈0.1 cm²)器件。这一性能差距主要源于宽带隙(WBG)钙钛矿太阳能电池(PSCs)在放大制备过程中的不均匀性和较差的结晶性。
本研究华中科技大学宋海胜和唐江等人引入了一种离子型表面活性剂添加剂——3-(N, N-二甲基辛基铵)丙磺酸内盐(DOPS)，通过抑制针孔形成和增强大面积钙钛矿薄膜的均匀性，显著改善了WBG钙钛矿的质量。DOPS与WBG钙钛矿的相互作用有效调控了结晶过程并钝化了未配位的Pb²⁺缺陷，从而制备出均匀且高质量的WBG钙钛矿薄膜，抑制了非辐射复合。基于此，WBG PSCs在1.0 cm²和20.07 cm²孔径面积下分别实现了19.57%和16.38%的冠军效率。
此外，将优化后的WBG器件集成到全钙钛矿叠层太阳能电池中，获得了27.82%(1.0 cm²)和23.41%(20.07 cm²)的优异效率。这些发现为通过表面活性剂的协同效应(结晶调控和缺陷钝化)提升大面积均匀性提供了有效策略。
研究亮点
1、新型表面活性剂DOPS的应用：通过引入磺酸基团表面活性剂DOPS，显著提升了大面积宽带隙钙钛矿薄膜的均匀性和结晶质量，抑制了非辐射复合。
2、高效率与可扩展性：WBG单结器件在1.0 cm²和20.07 cm²面积下分别实现19.57%和16.38%的效率，叠层器件效率分别高达27.82%和23.41%，为商业化铺平道路。
3、缺陷钝化与稳定性提升：DOPS通过配位作用钝化未配位Pb²⁺缺陷，同时增强薄膜疏水性，显著提高了器件的长期稳定性。
J. Yan, X. Zhao, M. Li, T. Ma, D. Luo, H. Wang, X. Yang, H.-Y. Hsu, Y. Zhou, C. Chen, H. Song, J. Tang, Sulfonic Surfactant Promises Uniform Wide-Bandgap Perovskite Solar Modules for All-Perovskite Tandem Photovoltaics. Adv. Energy Mater. 2025, 2501871.
