北京
武汉理工大学童金辉、程一兵、黄福志，嘉兴大学李在房，高丽大学 Donghoe Kim 及香港理工大学任志伟等人研究表明，宽带隙（WBG）钙钛矿是全钙钛矿叠层太阳能电池的核心组成部分，但其通常存在显著的开路电压（Voc）损失与结晶动力学难以调控等问题。为此，该团队采用配位工程策略，引入多功能添加剂 4‑（三氟甲基）苯‑1‑磺酰氯（BSCF₃），对 1.77 eV 宽带隙钙钛矿薄膜进行系统优化。
精细光谱表征证实，BSCF₃ 分子中的 –SO₂Cl 基团可作为路易斯碱与 Pb²⁺发生配位作用，强电负性的 –CF₃ 基团可与甲脒（FA⁺）阳离子形成氢键，二者通过协同作用精准调控薄膜的形核与结晶动力学过程。在可控生长机制驱动下，优化后的钙钛矿薄膜晶粒尺寸显著增大，残留 PbI₂ 相得到有效抑制，缺陷态密度大幅降低，晶界处非辐射复合被显著抑制。
基于上述优化，反式结构 1.77 eV 宽带隙钙钛矿太阳能电池实现 19.81% 的光电转换效率，开路电压高达 1.32 V；经优化的单片式全钙钛矿叠层电池效率进一步提升至 27.26%。在氮气氛围持续 1‑太阳光照射条件下，单结器件与叠层器件分别在 1000 小时和 300 小时老化后，仍可保持约 80% 的初始效率。
综上，本研究利用多功能添加剂 BSCF₃ 构建多位点配位工程，可精准调控钙钛矿结晶行为，显著提升薄膜质量与器件光电性能。该策略为高效稳定宽带隙钙钛矿材料设计及高性能全钙钛矿叠层太阳能电池的开发提供了简便高效的技术路径与重要研究基础。
文献信息
CoordinationEngineeringEnablesEfficient1.77eVWide-BandgapPerovskitesforAll-PerovskiteTandemSolarCells
QinyangHuang,JianhuaZhang,ChaoWang,WeishengLi,ChaofengZhu,JiaxinFan,WenxiuZhu,ZihaoLu,XiaotongLiu,WenchaoHuang,GuotangHu,ZhiweiRen,DonghoeKim,ZaifangLi,FuzhiHuang,Yi-BingCheng,JinhuiTong
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/solr.70387
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