帶隙可調(diào)的寬帶隙鈣鈦礦可與有機太陽能電池集成形成疊層太陽能電池，從而超越肖克利-奎瑟極限。然而，增加Br含量以將帶隙提高到1.8 eV以上會使結(jié)晶變得復(fù)雜，由于中間相的難以控制的演變而導(dǎo)致薄膜質(zhì)量下降和缺陷。表面鈍化可以改善結(jié)晶，但難以調(diào)節(jié)體相中的不均勻組分分布和缺陷。
近日，南方科技大學丘龍斌&哈爾濱工業(yè)大學（深圳）何思斯&武漢理工大學卜童樂通過對1.85 eV寬帶隙鈣鈦礦的結(jié)晶熱力學調(diào)控進行研究，實現(xiàn)高效穩(wěn)定的鈣鈦礦-有機疊層光伏。
具體是引入二銨鹽作為添加劑來調(diào)節(jié)鈣鈦礦薄膜的均勻性和結(jié)晶性，抑制了1.85 eV鈣鈦礦取向結(jié)晶的低維中間相，從而得到了高效的寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池，其開路電壓高達1.379 V，這是該帶隙下最高開路電壓之一。 提高了的鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，顯著抑制了鹵素相分離和離子遷移，提升了器件開路電壓，提高了光電轉(zhuǎn)換效率和長期穩(wěn)定性。在光照1200小時后仍能保持初始效率的85%的運行穩(wěn)定性。 另外，二銨鹽通過與鈣鈦礦晶體的氫鍵作用，減少晶粒內(nèi)部的空位缺陷，進而提升了鈣鈦礦薄膜的均勻性和穩(wěn)定性。 最后，鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池實現(xiàn)了24.03%的最高功率轉(zhuǎn)換效率和2.108 V的高開路電壓，是鈣鈦礦-有機疊層太陽能電池中最高的開路電壓之一。這項工作增強了對鈣鈦礦結(jié)晶過程的理解，并提出了一條制備更高效、更穩(wěn)定的鈣鈦礦層的重要途徑，為持續(xù)努力實現(xiàn)更高效率和穩(wěn)定性的疊層鈣鈦礦光伏技術(shù)做出了貢獻。 論文信息 Crystallization Thermodynamics Regulation of 1.85?eV Wide-Bandgap Perovskite for Efficient and Stable Perovskite-Organic Tandem Photovoltaics Guanshui Xie, Dr. Huan Li, Jun Fang, Xin Wang, Haichen Peng, Dr. Dongxu Lin, Nuanshan Huang, Lin Gan, Prof. Wenjia Li, Ruixuan Jiang, Prof. Tongle Bu, Prof. Fuzhi Huang, Prof. Sisi He, Prof. Longbin Qiu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501764
