中科院徐雪青EES：硼-卤素键锁住缺陷，两步法宽带隙钙钛矿开压1.29V

全溶液两步法制备宽带隙钙钛矿具有低成本、可重复性好和可扩展性强的优势。然而，由于卤素分布不均以及有机盐与无机盐反应不完全，通过该方法制备高质量的宽带隙钙钛矿薄膜仍具挑战。

本研究中国科学院广州能源研究所徐雪青等人将三（五氟苯基）硼烷（BCF）引入无机层，通过硼-卤素键稳定卤素均匀分布，调控卤化铅薄膜的多孔结构，促进有机盐的扩散。此外，氟取代基与有机阳离子形成氢键，使BCF成为双功能添加剂，延缓有机铵盐与无机前驱体的反应，有利于大晶粒钙钛矿晶体的生长。在钙钛矿结晶过程中，BCF分子迁移至晶界和薄膜表面，实现对钙钛矿吸收层纳米级形貌与结构的积极调控，最终获得无针孔、无应力、缺陷少的钙钛矿薄膜。该方法制备的1.68 eV宽带隙钙钛矿单结太阳能电池实现了23.49%的冠军效率（认证效率22.73%），开路电压达1.291 V。

进一步将优化后的钙钛矿薄膜集成于织构硅基单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池中，效率达到31.12%，为全溶液两步法制备叠层电池中的最高值，且在连续运行500小时后仍保持90%以上的初始性能。

研究亮点：

1. 双功能添加剂BCF调控结晶动力学：
   BCF通过硼-卤素键稳定卤素分布，同时通过氢键延缓有机盐与无机层的反应，实现钙钛矿薄膜的缓慢、可控结晶，形成大晶粒、低缺陷的高质量吸收层。

2. 高效单结与叠层器件性能突破：
   单结1.68 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池效率达23.49%（认证22.73%），开路电压高达1.291 V；叠层器件效率突破31.12%，为全溶液两步法制备叠层电池中的最高纪录。

3. 优异稳定性与缺陷钝化机制：
   BCF分子迁移至晶界与表面，有效钝化缺陷，抑制非辐射复合与卤素相分离，器件在连续运行500-750小时后仍保持90%以上的初始性能。

Boron–halide interactions for crystallization regulation of a 1.68 eV wide-bandgap perovskite prepared via a two-step method

S. Luo, D. Liu, X. Deng, Z. Bi, S. Cao, T. Zheng, L. Xiong, H. Li, N. Li, L. G. Gutsev, N. A. Emelianov, V. V. Ozerova, N. A. Slesarenko, A. F. Shestakov, S. M. Aldoshin, G. L. Gutsev, P. A. Troshin, B. Yang, Z. Zhao and X. Xu, Energy Environ. Sci., 2025

DOI: 10.1039/D5EE03984C

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee03984c

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