用光控稳定剂打造的钙钛矿—有机叠层太阳能电池

在钙钛矿-有机叠层太阳能电池（TSCs）中，宽带隙（WBG）混合卤素钙钛矿作为前电池材料，常因初始溴/碘混合不均匀，以及在光照下发生卤素偏析（即溴和碘元素自发分离），导致器件性能下降、寿命缩短。为解决这一难题，研究人员将一种名为4-[3-(三氟甲基)-3H-重氮环丙-3-基]苄胺（简称TDB）的光响应型添加剂加入钙钛矿前驱体溶液中，构建了“两步稳定化”策略：第一步，在薄膜结晶过程中，TDB可减缓富溴相过快析出，促进溴与碘更均匀混合；第二步，在器件工作光照条件下，TDB受光激发转化为一种新物质，该物质能更强地吸附在钙钛矿晶界表面，从而抑制碘相关缺陷的产生，减少载流子被缺陷捕获及卤素离子迁移，最终显著缓解光照引发的卤素偏析。实验表明，采用该策略制备的代表性宽带隙钙钛矿电池（带隙1.88 eV）光电转换效率达20.01%，开路电压1.42 V，填充因子85.13%，且光照稳定性明显提升。将其集成到单片式钙钛矿-有机叠层电池中，最高效率达28.80%，经权威认证的稳态效率为28.04%；在国际标准ISOS-L-1协议（模拟连续光照老化）下运行625小时后，仍能保持初始效率的90%，展现出优异的实用潜力。