AM：原位雙界面調(diào)控實(shí)現(xiàn)均質(zhì)錫鉛鈣鈦礦與高效串聯(lián)太陽能電池

全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池（TSCs）因其高理論效率和低制造成本，被認(rèn)為是下一代光伏技術(shù)的重要方向。然而，錫鉛混合窄帶隙底電池性能不佳，嚴(yán)重制約了TSCs的發(fā)展，主要問題包括結(jié)晶過程不可控、Sn2?氧化不均以及能帶對(duì)齊不良。

本研究鄭州大學(xué)李鵬偉、中石油蔣龍、南京郵電大學(xué)夏俊民、西安交通大學(xué)張楠、楊生春和梁超等人通過在錫鉛鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中引入平面剛性四硫富瓦烯（TTF），提出一種原位雙界面調(diào)控策略。TTF作為電子供體，與錫鉛鈣鈦礦前驅(qū)體成分發(fā)生多重相互作用，并在結(jié)晶過程中自發(fā)形成雙界面富集分布，共同調(diào)控結(jié)晶動(dòng)力學(xué)、均勻化Sn氧化態(tài)、促進(jìn)鈣鈦礦體內(nèi)及雙界面的載流子提取與傳輸，并穩(wěn)定鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。基于此，均質(zhì)單結(jié)錫鉛鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）實(shí)現(xiàn)了24.30%的冠軍效率，同時(shí)填充因子（FF）達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的83.59%，并表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步構(gòu)建的全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池效率高達(dá)29.14%（認(rèn)證效率29.07%），封裝后的串聯(lián)器件在模擬1個(gè)太陽光照環(huán)境下進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤964小時(shí)后，仍保持初始效率的80%。

研究亮點(diǎn)：

1. 分子原位自組裝雙界面調(diào)控：TTF分子在結(jié)晶過程中自發(fā)富集于鈣鈦礦薄膜的上下界面，形成“分子保護(hù)層”，有效抑制Sn2?氧化、調(diào)節(jié)結(jié)晶過程并改善能帶對(duì)齊。

2. 高效率與高填充因子突破：?jiǎn)谓Y(jié)錫鉛鈣鈦礦電池效率達(dá)24.30%，填充因子創(chuàng)紀(jì)錄提升至83.59%；全鈣鈦礦串聯(lián)電池效率突破29.14%，認(rèn)證效率達(dá)29.07%，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

3. 穩(wěn)定性顯著提升：TTF處理后的器件在氮?dú)庵袃?chǔ)存3000小時(shí)后仍保持94.7%的初始效率，串聯(lián)器件在空氣中連續(xù)工作近千小時(shí)后仍保持80%效率，展現(xiàn)出優(yōu)異的操作穩(wěn)定性。

F. Du, T. Zhang, W. Zhu, et al. “ In Situ Dual-Interface Modulation for Homogeneous Sn─Pb Perovskites and Efficient Tandem Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e

19486. https://doi.org/10.1002/adma.202519486

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