南方科技大学丘龙斌课题组Angew：1.85 eV宽带隙钙钛矿结晶热力学调控实现高效稳定的钙钛矿-有机叠层光伏

第一作者：谢观水、李欢

通讯作者：丘龙斌、何思斯、卜童乐

单位：南方科技大学、哈尔滨工业大学（深圳）、武汉理工大学

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带隙可调的宽带隙钙钛矿可与有机太阳能电池集成形成叠层太阳能电池，从而超越肖克利-奎瑟极限。然而，增加Br含量以将带隙提高到1.8 eV以上会使结晶变得复杂，由于中间相的难以控制的演变而导致薄膜质量下降和缺陷。表面钝化可以改善结晶，但难以调节体相中的不均匀组分分布和缺陷。

近日，南方科技大学丘龙斌&哈尔滨工业大学（深圳）何思斯&武汉理工大学卜童乐于Angew上发表题为“Crystallization Thermodynamics Regulation of 1.85 eV Wide-Bandgap Perovskite for Efficient and Stable Perovskite-Organic Tandem Photovoltaics”该文章通过对1.85 eV宽带隙钙钛矿的结晶热力学调控进行研究，实现高效稳定的钙钛矿-有机叠层光伏。具体是引入二铵盐作为添加剂来调节钙钛矿薄膜的均匀性和结晶性，抑制了1.85 eV钙钛矿取向结晶的低维中间相，从而得到了高效的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其开路电压高达1.379 V，并且在光照1200小时后仍能保持初始效率的85%的运行稳定性。此外，钙钛矿-有机叠层太阳能电池实现了24.03%的最高功率转换效率和2.108 V的高开路电压，是钙钛矿-有机叠层太阳能电池中最高的开路电压之一。

通过引入二铵盐作为添加剂有效调控1.85 eV钙钛矿的成核过程，减少低维中间相的生成，有效提高钙钛矿薄膜的均匀性和结晶性，从而得到了高效的宽带隙钙钛矿太阳能电池，其开路电压高达1.379 V。

二铵盐通过与钙钛矿晶体的氢键作用，减少晶粒内部的空位缺陷，进而提升了钙钛矿薄膜的均匀性和稳定性。

提高了的钙钛矿薄膜的结晶质量，显著抑制了卤素相分离和离子迁移，提升了器件开路电压，提高了光电转换效率和长期稳定性。

Crystallization Thermodynamics Regulation of 1.85 eV Wide-Bandgap Perovskite for Efficient and Stable Perovskite-Organic Tandem Photovoltaics

卜童乐教授：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室研究员,博士生导师，国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者。武汉理工大学本硕博，2020年11月在日本冲绳科学技术大学院大学做博士后，2022年3月受聘武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室任研究员。从2021年至今，他已发表一篇Science，两篇Nature Energy。担任《Acta Physico-Chimica Sinica》、《eScience》等期刊青年编委。

何思斯教授：哈尔滨工业大学（深圳）教授，博士生导师。2017年复旦大学高分子物理与化学专业博士毕业（导师：彭慧胜教授），毕业后先于日本冲绳科学与技术大学（合作导师：戚亚冰教授）开展博士后工作，后作为加拿大麦克马斯特大学Michael G. DeGroote 国际人才重点专项基金特聘博士后研究员（合作导师：李应福教授）在健康科学系开展工作。2021年1月加入哈尔滨工业大学（深圳）理学院，主要从事高分子设计和制备以及在柔性电化学器件等基础和应用研究。以合作作者身份在国际专业类知名杂志上发表SCI论文共70余篇，Google Scholar 引用6000余次，H-index 37，其中以通讯/第一作者（含共同）发表论文40余篇，包括Nature Communications（2篇）、Nature Protocol、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition和ACS Nano等杂志。

谢观水：南方科技大学博士研究生。主要研究领域：宽带隙钙钛矿及叠层太阳能电池。

李欢：南方科技大学博士后。主要研究领域：高效、稳定的钙钛矿太阳能电池和模组，现为宁波材料所助理研究员。

课题组更多信息请看：https://faculty.sustech.edu.cn/qiulb

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