Nat Commun:光均化辅助相分离缓解技术(PHASET)用于高效稳定宽带隙钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-09-01 11:23:31

宽带隙钙钛矿太阳能电池可突破叠层电池的Shockley-Queisser极限,但其在连续光照下易发生相分离,限制稳定性。

本研究西北工业大学李祯与宁波材料所肖传晓等人通过原位显微表征揭示了光诱导相分离的动态过程:初始光照驱动碘离子扩散至亚稳态,持续光照再分布后相分离能垒升高,形成更稳定的抗相分离状态。受硅电池光致再生机制启发,我们开发了光均化辅助相分离缓解技术(PHASET),结合光照与表面钝化,显著抑制卤化物相分离。PHASET处理的1.79 eV宽带隙电池效率达20.23%,连续光照1200小时后仍保持97%初始效率;与1.25 eV窄带隙子电池集成的全钙钛矿叠层电池效率达28.64%,运行1200小时后保留77%性能。

文章亮点:

揭示光诱导相分离动态过程:

通过原位KPFM和PL技术,首次在纳米尺度下观察到光照下碘离子迁移与再分布过程,发现相分离在光-暗循环中具有可逆性,并最终趋于稳定态。

提出PHASET光均化技术:

结合光照预处理与2-ThEABr表面钝化,显著抑制卤化物相分离,实现卤离子均匀分布,提升薄膜质量和器件稳定性。

实现高效宽带隙电池与稳定叠层器件:

单结1.79 eV宽带隙钙钛矿电池效率提升至20.23%,未封装器件在连续光照1200小时后仍保持97%初始效率;

全钙钛矿两端叠层电池效率达28.64%,运行1200小时后仍保留77%效率。



Du, L., Cao, F., Meng, R. et al. Photo-homogenization assisted segregation easing technique (PHASET) for highly efficient and stable wide-bandgap perovskite solar cells. Nat Commun 16, 8080 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63176-w


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