游经碧最新Science：27.2%效率+超强稳，草酸盐“锁氯”策略打破钙钛矿效率天花板

钙钛矿薄膜中卤素分布的空间不均匀性是当前限制太阳能电池转换效率和稳定性的关键因素。

中国科学院半导体研究所游经碧等人发现，在使用常用添加剂甲基氯化铵（MACl）的甲脒铅碘薄膜中，氯元素存在明显的贯穿薄膜的不均匀分布。引入碱金属草酸盐可有效均匀化氯分布。这些化合物在热处理过程中分解，释放出的碱金属阳离子选择性结合氯离子，显著抑制了表面缺陷并消除了界面势垒。最终实现了认证稳态效率27.2%（器件面积/测量掩膜面积：0.108 cm²/0.074 cm²）的钙钛矿太阳能电池，并在1 Sun持续最大功率点跟踪（MPPT）1529小时后仍保持初始效率的86.3%。

此外，未钝化器件在85°C、1 Sun光照下MPPT运行1000小时后，仍保持82.8%的初始效率。

研究亮点：

1. 效率突破27%大关：通过均匀化垂直氯分布（HVCD）策略，实现认证稳态效率27.2%，是当前钙钛矿太阳能电池领域的最高性能之一。

2. 氯分布均匀化机制：碱金属草酸盐分解释放阳离子（如K⁺），与Cl⁻结合形成KCl，有效抑制氯表面富集，提升薄膜质量与界面能级对齐。

3. 卓越稳定性表现：器件在高温（85°C）与光照下展现出优异耐久性，MPPT运行超1500小时仍保持86%以上效率，未钝化器件在恶劣条件下亦表现突出。

Zhuang Xiong et al. ,Homogenized chlorine distribution for >27% power conversion efficiency in perovskite solar cells.Science390,638-642(2025).

DOI:10.1126/science.adw8780

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw8780

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