刘畅和&葛子义Nat Commun：Sn-Pb钙钛矿效率突破29.6%，稳定性飙升950小时！

全钙钛矿叠层太阳能电池（PTSCs）展现出突破Shockley-Queisser（SQ）理论极限的巨大潜力。然而，由于多尺度物理耦合引发的自增强光热-机械降解机制，其实际应用面临严峻挑战。

本研究中国科学院刘畅和葛子义等人在锡铅（Sn-Pb）钙钛矿溶液中引入多功能聚胺配体三苯基三胺硫代磷酸酯（TPTA），构建了由I-Sn-N配位介导的晶格稳定框架，并从抑制周期性振荡、调控应力等多方面切断了光热-机械耦合路径。结果表明，单结Sn-Pb钙钛矿太阳能电池（PSCs）实现了23.4%的光电转换效率（PCE），并在最大功率点（MPP）跟踪950小时后仍保持初始效率的94.9%。

当将该器件集成到两端（2T）叠层结构中，其PCE达到29.6%（认证效率28.9%），并在连续运行900小时后仍能维持93.4%的初始效率。

文章亮点：

1. 多功能分子TPTA构建稳定晶格网络：通过引入具有高三齿配位能力的TPTA分子，形成I-Sn-N强配位框架，显著增强Sn-I键强度，抑制晶格振动与应力积累，有效阻断光热-机械耦合降解路径。

2. 高效稳定的单结与叠层器件性能：单结Sn-Pb PSCs效率达23.4%，叠层器件效率突破29.6%，并分别在950小时和900小时MPP跟踪后仍保持94.9%和93.4%的初始效率，稳定性显著提升。

3. 多尺度实验与理论验证机制：结合DFT计算、FTIR、XPS、TEM、GIWAXS等多种手段，系统揭示了TPTA在抑制Sn²⁺氧化、均匀化电子-声子耦合、调控应力分布等方面的协同作用机制。

Pan, H., Bai, Y., Sun, K. et al. Decoupling photothermal-mechanical degradation through lattice-stabilizing networks in Sn–Pb perovskites and all-perovskite tandem solar cells. Nat Commun 16, 9221 (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64274-5

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