Nat Commun：局域化2D/3D异质结提升钙钛矿-有机串联太阳能电池光电压

宽禁带钙钛矿太阳能电池是构建多结太阳能电池的关键，但其可实现的光电压常受限于缺陷态、能级失配和界面接触不良导致的非辐射复合损失，造成光电压在超过1.68 eV后出现平台。

本研究香港岭南大学吴圣钒和Alex K.-Y. Jen等人通过调控空穴选择自组装单分子层与铵配体之间的路易斯酸碱相互作用，在埋底界面构建了局域化的2D/3D钙钛矿异质结。该结构不仅有助于降低缺陷密度，还能促进电荷提取并诱导钙钛矿模板化结晶，同时不损害3D钙钛矿整体的光电性能。基于此，1.68、1.79和1.85 eV禁带宽度的钙钛矿太阳能电池分别实现了1.30、1.38和1.42 V的光电压，均超过其热力学极限的90%。

我们还将优化的宽禁带钙钛矿电池与有机底电池集成，制备出单片串联太阳能电池，实现27.11%的光电转换效率（认证效率26.3%）。

文章亮点：

1. 界面精准调控新策略：通过设计含硫头基的自组装单分子层CbzBT-B，利用其与铵配体间的路易斯酸碱相互作用，在埋底界面成功构建局域化2D/3D钙钛矿异质结，有效抑制配体扩散与界面缺陷。

2. 光电压显著突破：实现1.68、1.79和1.85 eV宽禁带钙钛矿电池的光电压分别达1.30、1.38和1.42 V，均超过其热力学极限的90%，为宽禁带钙钛矿光电压损失控制提供了新途径。

3. 高效钙钛矿-有机串联器件：将优化的宽禁带钙钛矿顶电池与窄禁带有机底电池集成，制备出单片两端钙钛矿-有机串联太阳能电池，效率高达27.11%（认证26.3%），并展现出良好的稳定性与可扩展性。

Chen, M., Jiang, W., Wang, D. et al. Localized 2D/3D heterojunction enhances photovoltage for perovskite-organic tandem solar cells. Nat Commun (2026).

https://doi.org/10.1038/s41467-026-68904-4

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