中国科学院大学刘畅AM：结晶调控实现宽禁带钙钛矿及全钙钛矿叠层电池的磷烯夹层化学硬度工程

来源：知光谷发布时间：2025-10-13 11:36:34

在宽禁带钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿薄膜的光致相分离以及自组装单分子层/钙钛矿界面的非辐射复合严重制约了器件效率和稳定性。

本文中国科学院大学刘畅等人提出了一种利用可控路易斯碱小分子改善Me-4PACz/钙钛矿界面的策略，有效抑制界面缺陷并促进高质量钙钛矿结晶。理论与实验结果表明，优化后的三(2-吡啶基)膦分子能够同时填补Me-4PACz自组装层缺陷、钝化钙钛矿底部未配位的Pb²⁺，并锚定[PbX₆]⁴⁻提供成核位点，诱导自下而上的均匀结晶。经TPP处理的单结电池在1.77 eV带隙下实现了20.46%的光电转换效率和1.34 V的高开路电压，是该带隙范围内报道的最高效率之一。

相应的两端全钙钛矿叠层太阳能电池效率达到29.71%，开路电压为2.16 V，填充因子为83.81%，并在最大功率点跟踪850小时后仍保持91.96%的初始效率，展现出卓越的工作稳定性。

文章亮点：

TPP分子实现三重界面优化：通过TPP分子在Me-4PACz/钙钛矿界面处填补缺陷、钝化Pb²⁺、锚定[PbX₆]⁴⁻结构，同步实现缺陷抑制、结晶引导与离子迁移抑制。
宽禁带单结电池效率突破：在1.77 eV带隙下单结电池效率达20.46%，Voc达1.34 V，为该带隙下最高水平之一。
全钙钛矿叠层效率与稳定性双高：叠层电池效率达29.71%，并具备优异的光稳定性，在850小时MPP跟踪后仍保持91.96% 的初始效率。

S. Zhou, R. Tian, K. Sun, et al. “ Phosphine Interlayer Chemical Hardness Engineering via Crystallization Regulation for Wide-Bandgap Perovskites and All-Perovskite Tandems.” Adv. Mater. (2025): e15163.

https://doi.org/10.1002/adma.202515163

责任编辑：wanqin

钙钛矿

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