北京
钙钛矿基叠层太阳能电池凭借独特的光电优势应运而生，有效突破了传统单结光伏器件的效率瓶颈，为光伏技术的绿色可持续发展提供了全新路径。在各类叠层光伏器件中，相较于主流的钙钛矿/硅叠层电池，全钙钛矿叠层太阳能电池（APTSCs）具备成本低廉、带隙可调、光电转换效率高、可柔性制备等诸多突出优势，是极具发展潜力与应用前景的新一代光伏器件。
然而，现阶段全钙钛矿叠层太阳能电池的整体性能，始终受制于窄带隙铅锡（Pb-Sn）钙钛矿子电池的性能短板。多组分铅锡钙钛矿体系中含有的亚稳态二价锡离子（Sn²⁺）极易引发一系列问题，不仅会造成薄膜结晶过程难以精准调控、结晶均匀性差，还会诱发大量界面缺陷，严重恶化薄膜质量与界面状态，大幅削弱器件光电性能，这也是制约高性能全钙钛矿叠层太阳能电池产业化发展的核心技术瓶颈，行业内始终缺乏能够同步解决结晶缺陷与界面质量问题的高效可行方案。
针对上述技术难题，西北工业大学黄维、冉晨鑫、陈永华，西安交通大学梁超，西安石油大学高蔚茵等人联合开展研究，创新性提出一种三合一界面改性策略，成功制备出晶体垂直取向、界面电荷提取能力优异的高品质铅锡钙钛矿功能薄膜。该研究选用无需苯环修饰特殊官能团的二维碘化苯乙胺铅单晶（PEA₂PbI₄）作为多功能一体化界面修饰剂，可同步发挥溶液添加剂、埋层晶种与表面钝化剂三重作用。
研究结果证实，二维PEA₂PbI₄与铅锡钙钛矿之间可产生良性界面相互作用，既能诱导钙钛矿均匀成核、引导晶体垂直有序生长，又能同步加固铅锡薄膜上下双侧界面，显著优化薄膜微观结构，实现高效的电荷传输与提取，从根源上改善了器件的光电响应特性与工作稳定性。
得益于该三合一改性策略的精准调控效果，优化后的单结铅锡钙钛矿太阳能电池光电转换效率可达24.07%，在ISOS-L-1标准光照测试条件下，器件T90稳定性寿命（效率衰减至初始90%的时长）突破2000小时。基于该技术制备的两端式全钙钛矿叠层太阳能电池，光电转换效率高达30.07%，第三方认证效率为29.22%，填充因子（FF）达84.77%，且在ISOS-L-1标准测试环境下可实现超1800小时的T90长效稳定工作，兼顾了超高光电转换效率与优异的工作稳定性，为高性能全钙钛矿叠层光伏器件的研发与应用提供了高效、可行的技术方案。
文献信息
2Dperovskiteasthree-in-oneinterfacemodifierforefficientPb-Snperovskitesolarcellsandall-perovskitetandems
ZelinWang、JinLiu、XiaojiaZhao、WeiyinGao、YuexinLin、YangLan、ChenZhang、WangyueLi、RuiHuang、FanYang、ChangshunChen、JiaGuo、HeDong、LingfengChao、GuichuanXing、YonghuaChen、ChaoLiang、ChenxinRan、WeiHuang
https://www.cell.com/joule/abstract/S2542-4351(26)00205-9
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