Nature

2026年1月12日华东师范大学Wenxiao Zhang&方俊锋&林雪平大学高峰于Nature Communication刊发一种不含氟化锡、高效且耐用的锡铅钙钛矿太阳能电池的研究成果，开发了一种策略，将铅粉作为前驱体，并进行PbF₂后处理，分别替代SnF₂在成膜和表面缺陷钝化中的作用。Pb²⁺中的d电子极化增强了其与F⁻的结合，使其对钙钛矿的反应惰性。在本研究中，不含SnF₂的器件效率从16.43%提高到24.07%。在最大功率点下，85°C 运行 550 小时后，电池仍能保持其初始效率的60%。

制备的柔性太阳能电池效率达到 24.52%，且耐久性显著提升：经 10000 次弯曲循环后效率保持率为 92.5%，在空气中放置 300 天后效率保持率为 95%，在 650 小时最大功率点跟踪后效率保持率为 80%。作者展示了经认证效率分别为 21.09%（孔径面积：21.07 cm²）和 17.38%（孔径面积：0.5 m²，功率：86.9 W）的组件。

李亮教授团队在本文中指出：钙钛矿材料依托“高定制潜力、低定制成本”的独特优势，可通过构建面向应用的定制化器件架构充分释放其材料潜能，进而在客制化电子器件领域确立不可替代的地位。本文揭示了钙钛矿材料在功能定制化方向的不可替代地位，更为钙钛矿探测器从“性能对标替代”转向“应用牵引定制化”的商业化路线提供了清晰指引。

李亮教授团队在本文中指出：钙钛矿材料依托“高定制潜力、低定制成本”的独特优势，可通过构建面向应用的定制化器件架构充分释放其材料潜能，进而在客制化电子器件领域确立不可替代的地位。本文揭示了钙钛矿材料在功能定制化方向的不可替代地位，更为钙钛矿探测器从“性能对标替代”转向“应用牵引定制化”的商业化路线提供了清晰指引。

然而，实际应用过程中，钙钛矿太阳电池在高温、电场等外界因素作用下，效率会发生衰减，其中反偏压下的稳定性问题尤为严峻，成为制约电池实用化的关键难题。该成果为解决钙钛矿电池反向偏压稳定性的瓶颈问题提供了一种新的思路，有力推动了钙钛矿太阳电池的实用化。

针对这一关键问题，研究团队构建了集成式原位光谱表征平台，实现连续光照下稳态PL信号与TRPL信号的同步采集，从而直接获取钙钛矿纳米晶薄膜在真实工作状态下的载流子复合动力学。研究结果表明，在连续光激发的工作条件下，钙钛矿纳米晶薄膜的复合动力学主要受载流子与缺陷态相互作用调控：随着激发功率持续增加，光生载流子逐步填充缺陷态，从而抑制非辐射复合通道，最终表现为发光效率与TRPL寿命同步增长的现象。

开发了一种混合交叉指式背接触（HIBC）太阳能电池，通过整合全表面钝化与激光处理隧道接触，结合高低温工艺抑制复合并提升接触性能，实现27.81%的功率转换效率（接近理论极限的95%）和87.55%的填充因子（接近理论极限的98%）。

值得一提的是，GEMstar采用侧开式反应腔门，方便与手套箱联用，实现无氧前后处理环境，保障器件界面质量，有效保护了钙钛矿等敏感材料，更助力科研团队在《Nature》发表重磅成果，实现26.92%认证效率与超1000小时热稳定性的双重突破！GEMstarALD系统的侧开式腔门方便与手套箱连用，可在钙钛矿及有机层的制备后，直接将样品送入ALD腔室进行SnO沉积。

屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成，其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料，被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料，有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径，这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。

背景介绍三结太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心方向，超宽禁带钙钛矿作为顶层吸收体的瓶颈制约其发展。目前钙钛矿/硅双结电池效率已达33.7%，但三结电池的关键瓶颈是缺乏高性能UWBG顶层电池。虚线框区域为设备的检测间隙。a，不含氰酸盐和含5%氰酸盐的钙钛矿晶体结构计算结果。a，不同浓度溴和氰酸盐的VOC对比。总结与展望首次证实OCN可稳定嵌入钙钛矿晶格，利用其与Br的晶格匹配性，诱导适度畸变，同步优化元素分布与缺陷抑制。