北京
主要内容
在钙钛矿光伏技术这条充满挑战与机遇的赛道上，华中科技大学唐江教授与宋海胜教授带领其团队一路披荆斩棘，取得了令人瞩目的重大突破，为可扩展全钙钛矿叠层太阳能电池的商业化进程按下了“加速键”。
当下，可扩展全钙钛矿叠层太阳能电池被视作钙钛矿光伏走向商业化的“关键钥匙”。然而，现实却给科研人员出了一道难题：全钙钛矿叠层微型组件的认证效率，与小面积（≈0.1 cm²）对应器件相比，存在着巨大的差距。深入探究发现，这一性能“鸿沟”主要源于在扩大电池面积时，宽带隙（WBG）钙钛矿太阳能电池（PSCs）内部如同被“搅乱”的拼图，存在严重的不均匀性，且结晶度也大打折扣。
面对这一难题，唐江教授和宋海胜教授带领团队没有退缩，而是大胆创新，引入了一种神奇的“秘密武器”——3-(N,N - 二甲基辛基铵基)丙烷磺酸内盐（DOPS），作为离子型表面活性剂添加剂。这就好比在混乱的战场中突然出现了一位指挥若定的将军，DOPS的加入让原本“各自为战”的材料分子开始有序协作。
在制备钙钛矿薄膜的过程中，原本的材料混合不均匀，就像一锅没有搅拌均匀的粥，导致薄膜出现各种缺陷，结构摇摇欲坠。而DOPS就像一位技艺精湛的“材料魔法师”，它凭借自身独特的化学性质，能够有效抑制针孔形成，让大面积钙钛矿薄膜变得均匀致密，仿佛给电池穿上了一层坚固的“铠甲”。
DOPS与宽带隙组分之间的相互作用，更像是一场精妙绝伦的“化学交响乐”。DOPS精准地调控着结晶过程，就像乐队指挥把控着每一个音符的节奏；同时，它还能对未配位的Pb²⁺进行精准钝化，如同一位技艺高超的工匠修复着文物上的瑕疵。最终，制备出的宽带隙钙钛矿薄膜均匀且高质量，非辐射复合被有力地抑制，电池的性能得到了显著提升。
这些改进带来了令人惊喜的成果，其中开口面积为1.0 cm²和20.07 cm²的宽带隙钙钛矿太阳能电池，分别实现了19.57%和16.38%的优异效率，这一成绩在行业内堪称亮眼。更令人振奋的是，当将这种优化后的宽带隙器件集成到全钙钛矿叠层太阳能电池中时，光电转换效率（PCE）分别达到了27.82%（1.0 cm²）和23.41%（20.07 cm²），这一数据无疑为全钙钛矿叠层太阳能电池的发展注入了一剂“强心针”。
总体而言，唐江教授、宋海胜教授带领团队提出的通过表面活性剂的结晶调控与缺陷钝化协同效应来增强大面积均匀性的策略，不仅为全钙钛矿叠层太阳能电池的进一步发展开辟了全新的道路，更如同在钙钛矿光伏领域点亮了一盏明灯，有望引领该领域迈向一个全新的高度，有力推动钙钛矿光伏商业化进程。
文献信息
SulfonicSurfactantPromisesUniformWide-BandgapPerovskiteSolarModulesforAll-PerovskiteTandemPhotovoltaics
JunYan,XinzhaoZhao,MingyuLi,TianjunMa,DingfuLuo,HaoWang,XukeYang,Hsien-YiHsu,YingZhou,ChaoChen,HaishengSong,JiangTang
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202501871
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