AM：钾氰酸盐稳定晶格并促进1.67 eV宽禁带钙钛矿及钙钛矿/硅叠层太阳能电池的择优取向

宽禁带钙钛矿太阳能电池是实现高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池的关键，但其常面临结晶不可控、相不稳定及晶格缺陷导致的非辐射复合损失。

本文中国石油天然气集团公司管材研究所蒋龙、四川大学陈聪和赵德威等人提出一种简便策略：在钙钛矿前驱体中加入钾氰酸盐，调控钙钛矿结晶并钝化未配位的铅离子和卤素空位。KOCN可掺入钙钛矿晶格，抑制非辐射复合。此外，KOCN能调节成核过程，促进（110）晶面取向并释放晶格应变。基于KOCN的1.67 eV宽禁带钙钛矿器件实现了最高23.60%的光电转换效率，开路电压达1.263 V，填充因子为84.39%。

将其用于两端钙钛矿/硅叠层电池中，效率可达31.10%。在手套箱中老化1600小时后，KOCN掺杂器件仍保持超过98%的初始效率。

研究亮点：

1. 双功能添加剂策略：KOCN中K⁺在晶格外调控结晶动力学、促进（110）取向，OCN⁻进入晶格占据卤素空位并形成氢键网络，协同释放应变、提升结构稳定性。

2. 高效稳定兼顾：KOCN基宽禁带钙钛矿单结电池效率达23.60%，叠层电池效率突破31.10%，且在未封装条件下展示出优异的长期光稳定性与空气稳定性。

3. 系统机理揭示：通过DFT计算、表面电势分析、晶格应变测试及载流子动力学表征，完整阐明了KOCN促进择优取向、钝化缺陷、抑制非辐射复合的多重作用机制。

S. Wu, Z. Wu, J. Li, et al. “ Potassium Cyanate Stabilizes Lattice and Promotes Preferred Orientation for 1.67-eV Wide-Bandgap Perovskite and Perovskite/Silicon Tandems.” Advanced Materials (2026): e19976.

https://doi.org/10.1002/adma.202519976

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