全钙钛矿叠层太阳能电池受限于多组分钙钛矿中结晶的异步性,这会导致垂直方向的成分梯度、结构不均匀以及过高的非辐射复合。这些效应源于混合卤化物和Pb²⁺/Sn²⁺阳离子之间配位和结晶动力学的不匹配。鉴于此,2026年4月27日宁波材料所刘畅&葛子义于Nature Nanotechnology刊发钙钛矿叠层太阳能电池中化学硬度工程同步结晶过程的研究成果,本文提出了一种基于软硬酸碱原理的通用添加剂设计策略,用于同步宽带隙和窄带隙钙钛矿的成核和晶体生长。中间碱二氟(草酸根)硼酸盐和硬碱四氟硼酸盐分别选择性地与宽带隙和窄带隙钙钛矿前驱体配位,平衡PbI₂/PbBr₂和PbI₂/SnI₂的结晶动力学,从而制备出垂直方向均匀、缺陷密度低、离子迁移受到抑制的钙钛矿薄膜。原位光学和结构表征表明,该体系实现了均匀成核和直接晶体生长,且无中间卤化物重新分布。单片式双端叠层器件的效率达到30.3%(认证值30.3%),开路电压(2.16 V)和填充因子(85.2%)均有所提升,在1000小时最大功率点跟踪后仍保持92%的效率。柔性叠层器件的效率达到28.2%(认证值28.0%)。这些结果表明,化学硬度匹配是控制不同钙钛矿体系结晶的通用原则。
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